RU2167742C2 - Method of hard facing of metal articles - Google Patents
Method of hard facing of metal articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167742C2 RU2167742C2 RU99106690A RU99106690A RU2167742C2 RU 2167742 C2 RU2167742 C2 RU 2167742C2 RU 99106690 A RU99106690 A RU 99106690A RU 99106690 A RU99106690 A RU 99106690A RU 2167742 C2 RU2167742 C2 RU 2167742C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- metal
- nickel
- carbide
- vacuum
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005552 hardfacing Methods 0.000 title abstract 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ni] Chemical compound [Ti].[Ni] HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 tungsten carbides Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к получению твердого сплава на металлической матрице, например для штампового инструмента. The invention relates to mechanical engineering, namely to the production of a hard alloy on a metal matrix, for example, for a stamping tool.
Известен способ армирования металлических поверхностей зернистым твердым сплавом, включающий нанесение зерен твердого сплава на поверхности изделия и последующее их припекание (нагрев до плавления металла на связке), причем зерна твердого сплава предварительно плакируют металлом-связкой, а припекание осуществляют электрическим током через полученную шихту и армируемое изделие (Авторское свидетельство 393044, B 22 F 7/00, бюллетень N 33 от 10.08.73). A known method of reinforcing metal surfaces with a granular hard alloy, comprising applying grains of hard alloy to the surface of the product and then baking them (heating until the metal melts on a binder), the grains of the hard alloy being pre-clad with a metal binder, and the baking is carried out by electric current through the resulting mixture and reinforced product (Copyright certificate 393044, B 22 F 7/00, bulletin N 33 of 08/10/73).
Однако данный способ применительно к нанесению твердого сплава на металлическую поверхность имеет существенные недостатки:
1) низкую прочность сцепления нанесенного твердосплавного покрытия с основой;
2) недостаточную прочность сцепления твердосплавных дисперсных частиц карбидов вольфрама между собой вследствие недостаточной температуры для применяемой связки (спекание твердого сплава проводится при температурах 1250-1300oС).However, this method with respect to the deposition of a hard alloy on a metal surface has significant disadvantages:
1) low adhesion strength of the applied carbide coating to the base;
2) insufficient adhesion of carbide dispersed particles of tungsten carbides to each other due to insufficient temperature for the binder used (sintering of the hard alloy is carried out at temperatures of 1250-1300 o C).
При проведении информационного поиска установлено, что прототипом изобретения является известный способ армирования металлических изделий износостойким слоем (твердосплавным), включающий нанесение на поверхность изделия слоя карбида металла, например, карбида вольфрама на металлической связке и спекание и вакууме. При этом металл связки может быть использован в виде порошка, смешанного с порошком карбида вольфрама или титана (SU 451503, 30.11.74, B 22 F 7/00). When conducting an information search, it was found that the prototype of the invention is a known method of reinforcing metal products with a wear-resistant layer (carbide), which includes applying a layer of metal carbide, for example, tungsten carbide on a metal binder, and sintering and vacuum. In this case, the metal of the binder can be used in the form of a powder mixed with a powder of tungsten carbide or titanium (SU 451503, 30.11.74, B 22 F 7/00).
Данный способ также имеет недостаток - невысокую прочность соединения с основным металлом, а также повышенную хрупкость нанесенного слоя, что не приемлемо для штампового инструмента. This method also has the disadvantage of the low strength of the connection with the base metal, as well as the increased fragility of the applied layer, which is not acceptable for a stamping tool.
Технической задачей данного изобретения является повышение качества металлического изделия, армированного твердосплавным слоем. The technical task of this invention is to improve the quality of metal products reinforced with a carbide layer.
Техническую задачу решают следующим образом: способ армирования изделий твердосплавным слоем включает в себя нанесение на поверхность изделия слоя порошка карбида металла и металлической связки и спекание в вакууме, где в качестве металлической связки используют никель - титановый порошок при следующем соотношении компонентов в слое, маc. %:
Никель - 12,7 - 13,4
Титан - 6,4 - 7,5
Карбид металла - Остальное
и вводят промежуточный слой между спекаемым слоем и поверхностью изделия в виде никелевой фольги толщиной не менее 0,05 мм, при этом спекание в вакууме производят при разрежении не ниже 5•10-3 мм рт.ст.The technical problem is solved as follows: the method of reinforcing products with a carbide layer includes applying a layer of metal carbide powder and a metal binder to the surface of the product and sintering in vacuum, where nickel - titanium powder is used as a metal binder in the following ratio of components in the layer, wt. %:
Nickel - 12.7 - 13.4
Titanium - 6.4 - 7.5
Metal Carbide - Else
and introduce an intermediate layer between the sintered layer and the surface of the product in the form of Nickel foil with a thickness of not less than 0.05 mm, while sintering in vacuum is carried out with a vacuum of not less than 5 • 10 -3 mm RT.article
Способ осуществляют следующим образом:
1) готовят поверхность заготовки обезжириванием путем протирания раствором четыреххлористого углерода или этиловым спиртом при концентрации не менее 96%;
2) на поверхность заготовки устанавливают никелевую фольгу толщиной 0,05-0,1 мм;
3) по размерам и конфигурации заготовки выполняют бандаж (оправку) из стали типа 08кп высотой 10 мм и толщиной 0,5-1 мм;
4) в бандаж, непосредственно на никелевую фольгу, насыпают твердосплавный материал типа карбида вольфрама или титана в виде мелкодисперсного порошка с добавкой связующего компонента - никель-титанового порошка при следующем соотношении компонентов в слое, мас.%:
Никель - 12,7 - 13,4
Титан - 6,4 - 7,5
Карбид металла - Остальное
высотой 2-4 мм;
5) собранную заготовку помещают в вакуумную камеру, где создают разрежение не ниже 5•10-3 мм рт.ст. и прикладывают сжимающее усилие из расчета 1 кгс/мм2;
6) нагрев заготовки производят генератором тока высокой частоты (ТВЧ) через индуктор до температуры в интервале 1040 - 1060oC, дают выдержку при данной температуре 115-125 минут;
7) охлаждают в вакуумной камере до температуры не выше 200oC;
8) по завершении технологического процесса проводят шлифовку (в том числе удаляют бандаж) до требуемых размеров изделия в соответствии с допусками.The method is as follows:
1) prepare the surface of the workpiece by degreasing by wiping with a solution of carbon tetrachloride or ethyl alcohol at a concentration of not less than 96%;
2) nickel foil with a thickness of 0.05-0.1 mm is installed on the surface of the workpiece;
3) in terms of size and configuration of the workpiece, a bandage (mandrel) is made of 08kp steel of a height of 10 mm and a thickness of 0.5-1 mm;
4) a hard alloy material such as tungsten carbide or titanium is poured into the bandage directly onto nickel foil in the form of a fine powder with the addition of a binder component - nickel-titanium powder in the following ratio of components in the layer, wt.%:
Nickel - 12.7 - 13.4
Titanium - 6.4 - 7.5
Metal Carbide - Else
2-4 mm high;
5) the assembled preform is placed in a vacuum chamber, where a vacuum of at least 5 • 10 -3 mm Hg is created. and apply compressive force at the rate of 1 kgf / mm 2 ;
6) the workpiece is heated by a high-frequency current generator (HDTV) through the inductor to a temperature in the range of 1040 - 1060 o C, give exposure at a given temperature of 115-125 minutes;
7) cooled in a vacuum chamber to a temperature not exceeding 200 o C;
8) upon completion of the process, grinding is carried out (including removing the bandage) to the required dimensions of the product in accordance with the tolerances.
Все вышеперечисленное позволяет получить твердосплавный слой повышенной прочности соединения с поверхностью штапма при отсутствии хрупкости нанесенного слоя. Испытания на трещиностойкость это подтвердили. All of the above allows you to get a carbide layer of increased strength of the connection with the surface of the shtapma in the absence of fragility of the applied layer. Tests for crack resistance confirmed this.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99106690A RU2167742C2 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Method of hard facing of metal articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99106690A RU2167742C2 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Method of hard facing of metal articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99106690A RU99106690A (en) | 2001-01-20 |
| RU2167742C2 true RU2167742C2 (en) | 2001-05-27 |
Family
ID=20217946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99106690A RU2167742C2 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Method of hard facing of metal articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2167742C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2761568C1 (en) * | 2020-12-01 | 2021-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for application of wear-resistant and corrosion-resistant coating of powdered hard alloys |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU393044A1 (en) * | 1968-09-03 | 1973-08-10 | METHOD OF REINFORCEMENT OF METAL PRODUCTS BY GRAIN SOLID | |
| US3831258A (en) * | 1971-12-20 | 1974-08-27 | Union Carbide Corp | Reinforced porous metal structure and manufacture thereof |
| SU451503A1 (en) * | 1972-06-13 | 1974-11-30 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | The method of reinforcing metal products with a wear-resistant layer |
| EP0046209A1 (en) * | 1980-08-18 | 1982-02-24 | Kennametal Inc. | Steel-hard carbide macrostructured tools, compositions and methods of forming |
| EP0114591A1 (en) * | 1982-12-23 | 1984-08-01 | Voest-Alpine Stahl Aktiengesellschaft | Process for the production of arm barrels |
-
1999
- 1999-03-31 RU RU99106690A patent/RU2167742C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU393044A1 (en) * | 1968-09-03 | 1973-08-10 | METHOD OF REINFORCEMENT OF METAL PRODUCTS BY GRAIN SOLID | |
| US3831258A (en) * | 1971-12-20 | 1974-08-27 | Union Carbide Corp | Reinforced porous metal structure and manufacture thereof |
| SU451503A1 (en) * | 1972-06-13 | 1974-11-30 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | The method of reinforcing metal products with a wear-resistant layer |
| EP0046209A1 (en) * | 1980-08-18 | 1982-02-24 | Kennametal Inc. | Steel-hard carbide macrostructured tools, compositions and methods of forming |
| EP0114591A1 (en) * | 1982-12-23 | 1984-08-01 | Voest-Alpine Stahl Aktiengesellschaft | Process for the production of arm barrels |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2761568C1 (en) * | 2020-12-01 | 2021-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for application of wear-resistant and corrosion-resistant coating of powdered hard alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0004177B1 (en) | A method of metal coating of diamond or cubic boron nitride particles and an abrasive tool containing the particles thus coated | |
| EP0531252A1 (en) | Method to provide porosity free hardfaced coating | |
| US20090274923A1 (en) | Tools Having Compacted Powder Metal Work Surfaces, And Method | |
| WO2000035615A1 (en) | Method of bonding a particle material to near theoretical density | |
| JPH05148615A (en) | Surface treatment method for metallic materials | |
| CN112281105B (en) | Metal ceramic composite coating and preparation method and application thereof | |
| CN107488851A (en) | A kind of metal-cermic coating suitable for stainless steel | |
| US4478871A (en) | Method for hardfacing a ferrous base material | |
| RU2167742C2 (en) | Method of hard facing of metal articles | |
| GB2560256A (en) | Coated superhard particles and composite materials made from coated superhard particles | |
| JP2988281B2 (en) | Ceramic / metal composite powder for thermal spraying and method for forming thermal spray coating | |
| CN101638764A (en) | Method and article for improved adhesion of fatigue-prone components | |
| EP0260101B1 (en) | Production of flat products from particulate material | |
| JP2002104832A (en) | Method of manufacturing forming tool for final shape and forming tool manufactured thereby | |
| JP2003268410A (en) | Method for producing porous material and molded article thereof | |
| RU96107902A (en) | COMPOSIT AND METHOD OF ITS PRODUCTION | |
| KR950005072B1 (en) | How to Produce Abrasive Particles | |
| JP2007511665A (en) | Sintered body and manufacturing method thereof | |
| US5264294A (en) | Material mixture, method of processing same and use thereof | |
| CN102766795A (en) | Non-magnetic die material and production method thereof | |
| JPS6284976A (en) | Manufacture of rotary type truing or dressing tool for grinding wheel | |
| JP4373785B2 (en) | Metal powder for thermal coating of substrate | |
| RU2007274C1 (en) | Electrode material for electric-spark alloying, and a method of its making | |
| JP3260157B2 (en) | Method for producing diamond-coated member | |
| EP0234099B1 (en) | Powder metallurgy high speed tool steel article and method of manufacture |