Твердые сплавы

Киффер Р.
Металлургия, 1971 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Твердые сплавы

Кобальт

Металлический порошок кобальта для производства твердых сплавов получают восстановлением окиси или оксалата кобальта (или муравьинокислого кобальта) водородом в тех же электрических печах с непрерывным продвижением, что и для получения металлического по­рошка вольфрама. Температура восстановления составляет 500—700° С. Слишком низкая температура восста­новления приводит к образованию   пирофорного металла.   Большинство предприятий — изготовителей твердых  сплавов предпочитает получать кобальтовый порошок  с химических заводов [38—40].   .
Тантал и пятиокись тантала
Исходным материалом для изготовления карбида тантала является металлический порошок тантала. Бо­лее дешевым способом является изготовление ТаС из пятиокиси тантала, так как ее легко получить в чистом виде. Получение металлического порошка тантала не­однократно описывалось в литературе. В настоящее вре­мя чаще всего применяют восстановление тантала ще­лочными металлами или электролиз расплавленного фторотанталата калия [41—43]. Пятиокись тантала по­лучают также из фторотанталата калия путем гидроли­за или осаждения аммиаком.
Поскольку в настоящее время для изготовления твер­дых сплавов используют чаще всего не чистый карбид тантала, а ТаС—NbC или твердые растворы титана, вольфрама, тантала и ниобия, можно использовать и техническую тантал-ниобиевую кислоту или ферротантал-ниобий, избежав таким образом дорогостоящего разделения тантала и ниобия.
Порошок тантала также в большинстве случаев по­ставляют химические предприятия [44—46].
Двуокись титана
Получением двуокиси титана для изготовления кар­бида титана заводы твердых сплавов почти не зани­маются.   Двуокись титана   соответствующей   чистоты является дешевым продуктом производства неорганических красителей [47—49]. Двуокись титана, полученная из рутила или ильменита, содержит характерные примеси серы, фосфора, мышьяка, S1O2 и щелочей. Для по­лучения карбида титана сумма этих примесей не дол­жна превышать 0,1%.
Сажа                       
Для карбидизации металлов и окислов обычно/при­меняют прессованную, прокаленную или непрокален­ную ламповую сажу. Содержание золы в саже не  дол­жно превышать 0,2%. Иногда применяют сахарный 'уголь и порошкообразный электрографит с низким содержа­нием золы.
В табл. 3 приведены характерные свойства (в част­ности содержание примесей) металлических и окисных исходных материалов [49].
Карбиды и твердые растворы карбидов
Основы получения карбидов и твердых растворов для твердосплавного производства подробно описаны в книге «Твердые материалы». Ниже приводится лишь некоторые технологические и производственные подроб­ности.
Карбид вольфрама
При изготовлении карбида вольфрама используют в большинстве случаев металлический порошок воль­фрама. Порошок подвергают сухому смешению с необ­ходимым количеством сажи в смесительных барабанах или шаровых мельницах. Обычно добавляют 5—10% сажи сверх теоретически необходимого количества. Вследствие большой разности плотности, в частности это относится к крупнозернистому вольфрамовому по­рошку, следует следить за тем, чтобы не наступило рас­слаивание смеси. Смесь металлического порошка и са­жи в прессованном или непрессованном состоянии загру­жают в графитовых лодочках в графитовые трубчатые печи сопротивления непрерывного действия, которые применяются также для спекания твердых сплавов WC—Со {см. спекание твердосплавных прессовок).
Диаметр графитовой трубы составляет обычно 70— 100 мм при длине 1200—1600 мм и мощности печи 50— 200усвт, Для массового производства применяют также печи, с диаметром трубы 150—300 мм при длине 1600— 2000Liai. Температура карбидизации колеблется от 1375 до 1600° С в зависимости от требуемой величины зерна карбида, которая возрастает, конечно, с повышением
температуры. Наряду с горизонтальными графитовыми трубчатыми печами сопротивления в настоящее время применяют вертикальные печи или трехфазные верти­кальные электродные печи.
Большие однородные партии получают в открытых высокочастотных печах (рис. 5). Карбидизируемая смесь находится в графитовом тигле, закрывающемся крышкой с отверстиями. Теплоизоляцией для высоко­частотной катушки, окружающей тигель, служит, на­пример, окись циркония.