Максим Иванович Дворник – к.т.н., ст. науч. сотрудник, зав. лабораторией порошковой металлургии
Россия, 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153
Maksim I. Dvornik – Cand. Sci. (Eng.), Senior Reserch Scientist, Head of the Laboratory of Powder Metallurgy
153 Tikhookeanskaya Str., Khabarovsk 680042, Russia
Елена Альбертовна Михайленко – к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник лаборатории порошковой металлургии
Россия, 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153
Elena A. Mikhailenko – Cand. Sci. (Phys.-Math.), Senior Researcher Scientist, Laboratory of Powder Metallurgy
153 Tikhookeanskaya Str., Khabarovsk 680042, Russia
С помощью различных пластификаторов и добавок свободного углерода можно не только повышать формуемость и прессуемость заготовок твердосплавных изделий, но и управлять концентрацией углерода. В работе исследовано влияние концентрации (1, 2, 4 %) пластификаторов (каучук, ПЭГ-4000, парафин) и добавок графита и сажи на фазовый состав, плотность, пористость, твердость и вязкость разрушения изделий, полученных из порошковой смеси WC–6%Co, содержащей недостаточное количество углерода. Установлено, что при увеличении концентрации каучука на 1 % содержание углерода повышается на 0,2 %. Добавление сажи и графита приводит к эквивалентному росту доли углерода. Использование графита для увеличения концентрации углерода нецелесообразно, так как он неравномерно распределяется по объему образца, что снижает его характеристики. Применение парафина и полиэтиленгликоля в качестве пластификаторов не вызывает заметных изменений концентрации углерода, фазового и химического составов получаемых твердосплавных изделий. Разработаны эмпирические зависимости, которые позволяют прогнозировать содержание углерода, фазовый состав, плотность, твердость и вязкость разрушения получаемых твердосплавных изделий в зависимости от исходной доли углерода и концентрации пластификаторов или добавляемой сажи. Разработаны закономерности, описывающие рост твердости при увеличении концентрации η-фазы и снижение твердости при повышении содержания свободного углерода. Применение 1 % каучука в роли пластификатора и 0,1 % сажи в качестве добавки восполняет недостаток углерода (0,39 %) в заготовках среднезернистого сплава WC–6Co и повышает вязкость разрушения с 8,4 (сплав без пластификатора) до 12,2 МПа·м1/2 (для каучука) и 12,7 МПа·м1/2 (при использовании сажи). При этом сохраняется высокая твердость образцов (HV = 1420 и 1410 соответственно).
Different plasticizers and free-carbon additives, can be used not only to improve the formability and compactability of cemented carbide blanks but also to control carbon content. This study examined the effect of plasticizer content of 1, 2, and 4 % for rubber, PEG-4000, and paraffin, as well as graphite and carbon black additives, on the phase composition, density, porosity, hardness, and fracture toughness of products obtained from a WC–6Co powder mixture with insufficient carbon content. An increase in rubber content by 1 % increased the carbon content by 0.2 %. The addition of carbon black and graphite resulted in an equivalent increase in carbon content. Graphite is unsuitable for increasing carbon content because it is distributed unevenly throughout the sample volume, which reduces the material properties. Paraffin and polyethylene glycol used as plasticizers did not cause noticeable changes in carbon content or in the phase and chemical composition of the resulting cemented carbide products. Empirical relationships were developed to predict the carbon content, phase composition, density, hardness, and fracture toughness of the resulting cemented carbide products depending on the initial carbon content and the content of plasticizers or added carbon black. Relationships were also established describing the increase in hardness with increasing η-phase content and the decrease in hardness with increasing free-carbon content. The use of 1 % rubber as a plasticizer and 0.1 % carbon black as an additive compensated for the carbon deficiency of 0.39 % in the medium-grained WC–6Co cemented carbide blanks and increased fracture toughness from 8.4 MPa·m1/2 for the alloy without a plasticizer to 12.2 MPa·m1/2 with rubber and 12.7 MPa·m1/2 with carbon black. High hardness was retained in both cases, with HV values of 1420 and 1410, respectively.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.