Режим спекании

По технологическим признакам операцию спекания можно подразделить на три стадии: нагрев изделий до некоторой максимальной температуры, выдержка при этой температуре и охлаждение. Температуру предварительного спекания конкретно выбирают в зависимости от целей, преследуемых этой операцией (удаление пластифицирующих веществ, выявление брака на стадии формования, придание прочности для механической обработки, восстановление оксидов). Время подъема температуры и охлаждения регулируют практически, учитывая, что спекаемую заготовку нельзя подвергать резким колебаниям температуры, которые могут вызвать образование трещин.

Максимальная температура окончательного спекания (или температура выдержки) зависит главным образом от состава изготовляемого сплава (для сплавов WC-Co - от содержания кобальта, а для сплавов WC-TiC-Co или WC-TiC-TaC-Co - от содержания карбида титана и кобальта) и зернистости исходной смеси. Она выбирается с учетом проведения собственно процесса спекания в технологически приемлемые промежутки времени, составляющие практически 0,5...2 ч.

Слишком большая продолжительность спекания нежелательна, так как при этом может более интенсивно протекать изменение состава спекаемого изделия (обезуглероживание или науглероживание или потеря кобальта при спекании в вакууме). Спекание при более высоких температурах, если нужно сократить его продолжительность, может даже в случае небольших отклонений от заданного режима (по температуре или длительности) привести за короткий промежуток времени к нежелательным явлениям - чрезмерному росту зерен и так называемому пережогу или вспучиванию.

Примерная практически применяемая температура спекания (в атмосфере водорода) для сплавов WC-Co в зависимости от содержания кобальта и при условии использования исходного порошка карбида вольфрама одной зернистости составляет, °С:

  • 97 % WC + 3 % Со.........................................................................................1480
  • 94 % WC + 6 % Со.........................................................................................1450
  • 85% WC+ 15% Со........................................................................................1360
  • 80 % WC + 20 % Со........................................................................................1340
  • 70 % WC + 30 % Со........................................................................................1340

Эти практически подобранные температуры, необходимые для уплотнения и формирования структуры сплавов указанного состава, косвенно подтверждают выводы о механизме спекания в системе WC-Co. При высоком содержании кобальта в исходной смеси достаточно применять температуры, лежащие вблизи точки появления жидкой фазы или лишь несколько ее превышающие; большой объем жидкой фазы обеспечивает полное уплотнение (очевидно, за счет

ИЗ жидкого течения) и достаточно интенсивный рост зерен при относительно низких температурах спекания в результате перекристаллизации через жидкую фазу. При малых количествах кобальта в спекаемой смеси возникает необходимость применять более высокие температуры, так как количества жидкой фазы здесь уже недостаточно для уплотнения при помощи механизма жидкого течения.

Для сплавов WC-TiC-Co температура спекания зависит от содержания кобальта. Сплавы, содержащие только фазу (Ti, W)C, можно получить спеканием при температурах, применяемых при получении сплавов WC-Co с аналогичным содержанием кобальта. Однако эти сплавы обладают мелкозернистой структурой. Для получения более крупнозернистого сплава следует несколько повысить температуру, чтобы активизировать процесс роста зерен. В общем, предел температуры колеблется в интервале 1450... 1530 °С.

Закономерности в области влияния зернистости исходных порошков на температуру спекания, указанные для сплавов WC-Co, распространяются и на сплавы WC-TiC-Co и WC-TiC-TaC-Co.

Последней стадией операции спекания является охлаждение изделий. В настоящее время продолжительность этой стадии в производстве определяют главным образом с учетом возможного влияния скорости охлаждения на появление трещин в изделиях. Однако, если сплавы способны подвергаться термической обработке, то скорость охлаждения должна сказываться на структуре сплава, так как быстрое охлаждение будет в какой-то степени равносильно закалке, в то время как медленное будет создавать условия отжига.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >