References

powder

Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия

Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)

1997-308X2412-8767

НИТУ "МИСИС"

10.17073/1997-308X-2017-3-14-21

powder-303

Research Article

Тугоплавкие, керамические и композиционные материалы

Refractory, Ceramic, and Composite Materials

ИСТОРИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

HISTORY OF DOMESTIC CEMENTED CARBIDES

Левашов

Е. А.

Levashov

E. A.

докт. техн. наук, проф., акад. РАЕН, директор НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН,

зав. кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП) НИТУ «МИСиС»,

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

Dr. Sci. (Tech.), Prof., Acad. of RANS, Director of the Scientific-educational center SHS MISIS-ISMAN;Head of the Department of powder metallurgy and functional coatings (PM&FC),

119049, Moscow,Leninsky pr., 4

levashov@shs.misis.ru

Панов

В. С.

Panov

V. S.

докт. техн. наук, профессор кафедры ПМиФП

Dr. Sci. (Tech.), Prof., Department of PM&FC

zeinalova@rambler.ru

Коняшин

И. Ю.

Konyashin

I. Yu.

канд. техн. наук, директор по исследованиям и разработкам, Staedeweg 18, 36151, Burghaun, Germany;

вед. эксперт кафедры ПМиФП

Cand. Sci. (Tech.), Manager of Research and Development, Staedeweg 18, 36151, Burghaun, Germany,

Head expert of the Department of PM&FC

igor.konyashin@e6.com

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNUST «MISIS»Russian Federation

Компания «Element Six GmbH»; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияElement Six GmbH; NUST «MISIS»Russian Federation

2017

16092017

031421

2017

Левашов Е.А., Панов В.С., Коняшин И.Ю.

Levashov E.A., Panov V.S., Konyashin I.Y.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://powder.misis.ru/jour/article/view/303

В современной технике спеченные твердые сплавы имеют очень большое значение. Трудно назвать отрасль промышленности, в которой в той или иной мере не использовались бы твердые сплавы. Уникальные свойства по твердости, прочности, износостойкости, окалино- и жаропрочности, коррозионной стойкости позволяют применять твердосплавные изделия в качестве режущего инструмента, при бурении нефтяных скважин, в горно-обрабатывающей промышленности, при бесстружковой обработке металлов, в военной, атомной и космической технике, измерительном инструменте, вакуумной и электротехнической технике, для получения синтетических алмазов и др. В настоящей работе представлен обзор этапов появления и развития производства отечественных твердых сплавов. Показан вклад отечественных ученых в разработку различных марок твердых сплавов и становление их производства. Отмечена выдающаяся роль проф. Г.А. Меерсона в вопросе развития твердосплавной промышленности. Приведены результаты исследований многих ученых из России и стран СНГ из таких институтов, как Всероссийский научно-исследовательский институт твердых сплавов (г. Москва), Украинский институт материаловедения (г. Киев), Институт сверхтвердых материалов (г. Киев), Уральский филиал РАН (г. Кировоград), Уральский политехнический институт (г. Екатеринбург), Томский политехнический институт (г. Томск), Белорусский институт порошковой металлургии (г. Минск), Институт металлургии и материаловедения (г. Москва), Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (г. Черноголовка, Московская обл.).

Sintered cemented carbides are very important for modern engineering. It is difficult to point out an industry having no interest in cemented carbides. Their unique properties – hardness, strength, wear resistance, scale resistance, high temperature strength, corrosive resistance – make them suitable for different applications such as metal working, oil-well drilling, mining industry, chipless machining, arms industry, nuclear, space, vacuum and electric engineering, instrumentation, synthetic diamond fabrication process, etc. This paper provides an overview of domestic cemented carbide evolution and fabrication stages. The contribution of national researchers to the development of various cemented carbide grades and their fabrication progress is shown. The outstanding role of Professor G.A. Meerson in the cemented carbide industry development is mentioned. The paper cites the results of many Russian and CIS researchers from such leading institutes as the Russian National Cemented Carbide Research Institute (Moscow, Russia), Ukrainian Institute of Materials Science (Kiev, Ukraine), Institute for Superhard Materials (Kiev, Ukraine), Ural Branch of the Russian Academy of Science (Kirovograd, Russia), Ural Polytechnic Institute (Ekaterinburg, Russia), Tomsk Polytechnic Institute (Tomsk, Russia), Belarusian Institute of Powder Metallurgy (Minsk, Belarus), Institute of Metallurgy and Materials Science (Moscow, Russia), Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian Academy of Sciences (Chernogolovka, Russia).

твердый сплавпорошковая металлургиясоставструктурасвойстватехнологияпроизводствоинструментпокрытиенаносплавы

cemented carbidepowder metallurgycompositionstructurepropertiestechnologyfabricationtoolcoatingnanoalloys

Министерство образования и науки РФ

References1

Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1976; Tret’yakov V.I. Osnovy metallovedeniya i tekhnologii proizvodstva spechennykh tverdykh splavov [Fundamentals of metallurgy and technology of manufactured carbide]. Moscow: Metallurgiya, 1976.

Раковский В.С. Металлокерамические твердые сплавы и их свойства. М.: Оборонгиз, 1944; Rakovskii V.S. Metallokeramicheskie tverdye splavy i ikh svoistva [Сermets of hard alloy and their properties]. Moscow: Oborongiz, 1944.

Раковский В.С., Самсонов Г.В., Ольхов И.И. Основы производства твердых сплавов. М.: Металлургиздат, 1960; Rakovskii V.S., Samsonov G.V., Ol’khov I.I. Osnovy proizvodstva tverdykh splavov [The basis for the production of hard alloys]. Moscow: Metallurgizdat, 1960.

Третьяков В.И., Клячко Л.И. К истории твердых сплавов. М.: Визави, 1998; Tret’yakov V.I., Klyachko L.I. K istorii tverdykh splavov [To the history of hard alloys]. Moscow: Vizavi, 1998.

Самсонов Г.В., Витрянюк В.К. Современное состояние и перспектива развития твердых сплавов. Киев: Наук. думка, 1971; Samsonov G.V., Vitryanyuk V.K. Sovremennoe sostoyanie i perspektiva razvitiya tverdykh splavov [Current condition and perspective development of hard alloys]. Kiev: Naukova dumka, 1971.

Креймер Г.С. Новые марки твердых сплавов. Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо. 1960. Т. 4. С. 10—15; Kreimer G.S. Novye marki tverdykh splavov [A new marks of hard alloys]. Izv. AN SSSR. OTN. Metallurgiya i toplivo. 1960. Vol. 4. Р. 10—15

Каменская Д.С. Производство твердых сплавов новых марок. М.: ГОСИНТИ, 1960; Kamenskaya D.S. Proizvodstvo tverdykh splavov novykh marok [The production of hard alloys new marks]. Moscow: GOSINTI, 1960.

Фальковский В.А. Теоретические основы разработки твердых сплавов для бесстружковой обработки металлов: Автореф. дис. … докт. техн. наук. М.: МИСиС, 1997; Fal’kovskii V.A. Teoreticheskie osnovy razrabotki tverdykh splavov dlya besstruzhkovoi obrabotki metallov [The theoretical basis for the development of hard alloys for metal processing without chip]: Abstr. Diss. Grand PhD. Moscow: MISIS, 1997.

Меерсон Г.А., Панов В.С. Улучшенные марки твердых сплавов. М.: ГОСИНТИ, 1969; Meerson G.A., Panov V.S. Uluchshennye marki tverdykh splavov [Superior marks of hard alloys]. Moscow: GOSINTI, 1969.

Панов В.С., Глушков В.Н. Высокопроизводительный метод получения порошка мелкозернистого вольфрама. Изв. вузов. Цвет. металлургия. 1971. No. 8. С. 35—39; Panov V.S., Glushkov V.N. Vysokoproizvoditel’nyi metod polucheniya poroshka melkozernistogo vol’frama [High-performance method of obtaining fine-grained powder of tungsten]. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgia. 1971. No. 8. P. 35—39.

Кобицкой И.В., Емельянова Т.А., Клячко Л.И. Исследование особомелкозернистых твердых сплавов, легированных карбидами тугоплавких металлов. Цвет. металлы. 1998. No. 8. С. 58—60; Kobitskoi I.V., Emel’yanova T.A., Klyachko L.I. Issledovanie osobomelkozernistykh tverdykh splavov, legirovannykh karbidami tugoplavkikh metallov [The research of ultra-fine hard alloy, alloyed carbides of refractory metals]. Tsvet. metally. 1998. No. 8. P. 58—60.

Klyachko L.I. Multicarbide WC—Co hard alloys. In: Proc. 15-th Plansee Seminar. Austria. 2001. Vol. 56. No. 11. P. 24—27.

Фальковский В.А., Клячко Л.И. Твердые сплавы. М.: Руда и металлы, 2005; Fal’kovskii V.A., Klyachko L.I. Tverdye splavy [Hard alloys]. Moscow: Ruda i metally, 2005.

Третьяков В.И., Клячко Л.И. Твердые сплавы, тугоплавкие металлы, сверхтвердые материалы. М.: Руда и металлы, 1999; Tret’yakov V.I., Klyachko L.I. Tverdye splavy, tugoplavkie metally, sverkhtverdye materialy [Hard alloys, refractory metals, super hard materials]. Moscow: Ruda i metally, 1999.

Плаксин Е.К. Исследование и разработка технологии твердых сплавов на основе карбонитрида титана: Дис. … канд. техн. наук М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 1977; Plaksin E.K. Issledovanie i razrabotka tekhnologii tverdykh splavov na osnove karbonitrida titana [Research and development of technology of hard alloys based on titanium carbonitridec]: Abstr. Diss. PhD. Moscow: MITKhT, 1977.

Музыкант Я.А., Самойлов В.С. Режущий инструмент с пластинами из безвольфрамовых твердых сплавов. М.: ВНИИМАШ, 1984. С. 56—58; Muzykant Ya.A., Samoilov V.S. Rezhushchii instrument s plastinami iz bezvol’framovykh tverdykh splavov [Cutting tools with plates of without tungsten hard alloys]. Moscow: VNIIMASh, 1984. P. 56—58.

Панов В.С., Туманов А.В. Физико-механические свойства твердого сплава ТА-20. Цвет. металлы. 1982. No. 10. С. 11—13; Panov V.S., Tumanov A.V. Fizikomekhanicheskie svoistva tverdogo splava TA-20 [Physicomechanical properties of hard alloy TA-20]. Tsvet. metally. 1982. No. 10. P. 11—13.

Панов В.С., Коц Ю.Ф., Филимонова А.А. Формирование структуры композиционного материала системы WC—Ni3Al при жидкофазном спекании. Цвет. металлы. 1993. No. 4. С. 55—57; Panov V.S., Kots Yu.F., Filimonova A.A. Formirovanie struktury kompozitsionnogo materiala sistemy WC—Ni3Al pri zhidkofaznom spekanii [Formation of structure of composite material systems WC—Ni3Al liquid-phase sintering]. Tsvet. metally. 1993. No. 4. P. 55—57.

Левашов Е.А., Рогачев А.С., Курбаткина В.В. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М.: Изд-во МИСиС, 2011; Levashov E.A., Rogachev A.S., Kurbatkina V.V. Perspektivnye materialy i tekhnologii samorasprostranyayushchegosya vysokotemperaturnogo sinteza [Perspective materials and technologies of selfpropagating high-temperature synthesis]. Moscow: MISIS, 2011.

Pogozhev Yu.S., Potanin A.Yu., Levashov E.A., Kochetov N.A., Kovalev D.Yu., Rogachev A.S. SHS of TiC—TiNi composites: effect of initial temperature and nanosized refractory additives. Int. J. Self-Prop. High-Temp. Synth. 2012. Vol. 21. No. 4. P. 202—211.

Loginov P., Mishnaevsky L., Jr., Levashov E., Petrzhik M. Diamond and cBN hybrid and nanomodified cutting tools with enhanced performances: Development, testing and modelling. Mater. and Design. 2015. Vol. 88. P. 310—319.

Froschauer L., Fulrath R.M. Direct observation of liquidphase sintering in the system tungsten carbide—cobalt: Report No LBL-3189. Lawrence Berkeley Laboratory. University of California. Berkeley. October, 1974.

Панов В.С., Шуменко В.Н. Технология и свойства спеченных твердых сплавов. М.: Изд-во МИСиС, 2013; Panov V.S., Shumenko V.N. Tekhnologiya i svoistva spechennykh tverdykh splavov [Technology and properties of sintered hard alloys]. Moscow: MISIS, 2013.

Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы. М.: Академия, 2005; Andrievskii R.A., Ragulya A.V. Nanostrukturnye materialy [Nanostructured materials]. Moscow: Akademiya, 2005.

Фальковский В.А. Инновации в технологии твердых сплавов: нано- и ультрадисперсные структуры. М.: МИТХТ, 2008; Fal’kovskii V.A. Innovatsii v tekhnologii tverdykh splavov [Innovations in the technology of hard alloys: nano- and ultradisperse structures]. Moscow: MITKhT, 2008.

Цветков Ю.В., Николаев А.В., Самохин А.В. Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов. Автоматическая сварка. 2013. No. 10-11. С. 112—118; Tsvetkov Yu.V., Nikolaev A.V., Samokhin A.V. Plazmennye protsessy v metallurgii i tekhnologii neorganicheskikh materialov [Plasma processes in metallurgy and technology of inorganic materials]. Avtomaticheskaya svarka. 2013. No. 10-11. P. 112—118.

Цветков Ю.В., Николаев А.В., Панфилов С.А. Низкотемпературная плазма: Плазменная металлургия. Новосибирск: Наука, 1992; Tsvetkov Yu.V., Nikolaev A.V., Panfilov S.A. Nizkotemperaturnaya plazma: Plazmennaya metallurgiya [Low-temperature plasma: Plasma metallurgy]. Novosibirsk: Nauka, 1992.

Каламазов Р.У., Цветков Ю.В., Кальков А.А. Высокодисперсные порошки вольфрама и молибдена. М.: Металлургия, 1988; Kalamazov R.U., Tsvetkov Yu.V., Kal’kov A.A. Vysokodispersnye poroshki vol’frama i molibdena [Highly dispersed powders of tungsten and molybdenum]. Moscow: Metallurgiya, 1988.

Blagoveshchenskiy Yu.V., Isayev N.V., Blagoveshchenskaya N.V. Methods of compacting nanostructured tungsten—cobalt alloys from nanopowders obtained by plasma chemical synthesis. Inorg. Mater. Appl. Res. 2015. Vol. 6. No. 5. P. 415—426.

Chuvildeev V.N., Moskvicheva A.V., Lopatin Y.G. Sintering of WC and WC—Co nanopowders with different inhibitors additions by SPS method. In: Proc. 17-th Plansee Seminar: Int. Conf. on High Performance P/M Materials Reutte. Austria, 2009. Vol. 2. No. 53.

Konyashin I. A vacuum technology for coating TiCN—Based cermets. J. Vacuum Sci. Technol. A. 1995. Vol. 3. P. 1208—1212.

Konyashin I., Anikeev A., Senchihin V. Development, production and application of novel grades of coated hardmetals in Russia. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 1996. Vol. 14. P. 41—48.

Konyashin I. PVD/CVD Technology for coating cemented carbides. Surf. Coat. Technol. 1995. Vol. 71. P. 277—283.

Konyashin I. Thin TiCx films chemically vapor deposited onto cemented carbides from the TiC14—CH4—H2 mixture. Thin Solid Films. 1996. Vol. 278. P. 37—44.

Konyashin I. Healing of surface defects in hard materials by thin coatings. J. Vacuum Sci. Technol. A. 1996. Vol. 2. P. 447—452.

Konyashin I., Guseva M. Thin films comparable with WC—Co cemented carbides as underlayers for hard and superhard coatings: the state of the art. Diam. Relat. Mater. 1996. Vol. 5. P. 575—579.

Guseva M., Babaev V., Khvostov V. High quality diamond films on WC—Co surfaces. Diam. Relat. Mater. 1997. Vol. 6. P. 89—94.

Konyashin I., Guseva M., Babaev V. Diamond films deposited on WC—Co substrates by use of barrier interlayers and nano-grained diamond seeds. Thin Solid Films. 1997. Vol. 300. P. 18—24.

Zaitsev A.A., Vershinnikov V.I., Konyashin I. High-quality cemented carbides on the basis of near-nano and coarsegrain WC powders obtained by self-propagating high-temperature synthesis (SHS). Int. J. Self-Propag. HighTemp. Synth. 2015. Vol. 22. P. 152—160.

Zaitsev A.A., Vershinnikov V.I., Konyashin I. Cemented carbides from WC powders obtained by the SHS method. Mater. Lett. 2015. Vol. 158. P. 329—332.

Zaitsev A.A., Vershinnikov V.I., Konyashin I. Near-nano and coarse-grain WC powders obtained by the selfpropagating high-temperature synthesis and cemented carbides on their basis. Part I: Structure, composition and properties of WC powders. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2015. Vol. 50. P. 146—151.

Konyashin I., Ries B., Lachmann F. Hardmetals with nano-grain reinforced binder: Binder fine structure and hardness. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2008. Vol. 26. P. 583—588.

Konyashin I. Ries B. Lachmann F. Novel hardmetal with nano-strengthened binder. Inorg. Mater. Appl. Res. 2011. Vol. 2. No. 1.P. 19—21.

Ахметсагиров С.М. Технологическое обеспечение стабильности циклической ударной стойкости твердосплавных зубков буровых шарошечных долот: Автореф. … дис. канд. техн. наук. Самара: СамГТУ, 2009; Akhmetsagirov S.M. Tekhnologicheskoe obespechenie stabil’nosti tsiklicheskoi udarnoi stoikosti tverdosplavnykh zubkov burovykh sharoshechnykh dolot [Engineering support of periodic toughness consistency of cemented carbide rock cutter drill bit]: Abstr. Diss. PhD. Samara State Technical University, 2009.

Сальников М.А. Разработка буровых твердых сплавов с повышенными характеристиками пластичности и трещиностойкости на основе карбида вольфрама: Автореф. … дис. канд. тех. наук. Самара: СамГТУ, 2009; Salnikov M.A. Razrabotka burovykh tverdykh splavov s povyshennymi kharakteristikami plastichnosti i treshchinostoikosti na osnove karbida vol’frama [Designing of cemented carbides based on tungsten carbide for drilling with enhanced properties of plasticity and fracture strength]: Abstr. Diss. PhD. Samara State Technical University, 2009.

Захаров Д.А. Совершенствование состава, структуры, технологии и применения твердых сплавов в производстве буровых шарошечных долот: Автореф. … дис. канд. тех. наук. Самара: СамГТУ, 2014; Zakharov D.A. Sovershenstvovanie sostava, struktury, tekhnologii i primeneniya tverdykh splavov v proizvodstve burovykh sharoshechnykh dolot [Upgrading of composition, structure technology and application of cemented carbides for rock cutter drill bit production]: Abstr. Diss. PhD. Samara State Technical University, 2014.

Твердые сплавы. Металлические порошки и порошковые материалы: Справочник. Под ред. Левинского Ю.В. М.: Экомет, 2005. С. 262—380; Levinskii Yu.V. (Ed.). Tverdye splavy. In: Metallicheskie poroshki i poroshkovye materialy: Spravochnik [Hard alloys. In: Metal powders and powder materials: Handbook]. Moscow: Ekomet, 2005. P. 262—380.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.