Об опыте применения твердых сплавов в производстве буровых шарошечных долот в АО «Волгабурмаш»
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2022-3-78-87
Аннотация
С 2017 г. на предприятии АО ≪Волгабурмаш≫ (г. Самара, Россия) проводились мероприятия по испытанию покупных твердосплавных порошковых смесей состава 90%WC–10%Co и готовых твердосплавных зубков различных производителей. Работа велась с целью оценки возможности применения покупных изделий в качестве исходных материалов на предприятии для сокращения производственного цикла изготовления твердосплавного вооружения буровых шарошечных долот. Данные работы по товарозамещению (аутсорсингу) проводятся с целью возможного снижения себестоимости шарошечного долота и ускорения процесса его изготовления для функционирования предприятия в условиях острой рыночной конкуренции на внешнем и внутреннем рынках. Статья посвящена анализу и подробному сравнению микро- и макроструктуры, физических, механических, химических и технологических свойств покупных твердосплавных смесей и спеченных зубков различных производителей, в том числе и АО ≪Волгабурмаш≫. Определение всех характеристик исследуемых материалов проводилось в соответствии со стандартом предприятия СТП 582-17. Большое внимание уделено сравнению значений трещиностойкости сплавов, или вязкости разрушения по Палмквисту, и анализу снимков микроструктуры и характера распространения трещины после испытаний с использованием сканирующей электронной микроскопии. Также рассмотрены такие важные характеристики сплава, как твердость и предел прочности при поперечном изгибе. На основе результатов проведенных исследований представлены выводы о целесообразности использования в металлургическом цехе АО ≪Волгабурмаш≫ покупных твердых сплавов в сравнении с материалами собственного производства.
Об авторах
А. А. Жадяев
Самарский государственный технический университет (СамГТУ); АО «Волгабурмаш»
Россия
Россия
аспирант кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы»; вед. инженер-технолог
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244
443004, г. Самара, ул. Грозненская, 1
Д. А. Захаров
АО «Волгабурмаш»
Россия
Россия
канд. техн. наук, начальник цеха
г. Самара
Список литературы
1. Okada K., Osada A. Microstructural study on the grain growth inhibition of VC-doped WC—Co cemented carbides. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2017. No. 62. P. 149—154.
2. Fang Z.Z., Eso O.O. Liquid phase sintering of functionally graded WC—Co composites. Scr. Mater. 2005. No. 52. P. 785—791.
3. Furushima R., Katou K., Shimojima K., Hosokawa H., Matsumoto A. Control of WC grain sizes and mechanical properties in WC—FeAl composite fabricated from vacuum sintering technique. Int. J. Refract Met. Hard Mater. 2015. No. 50. P. 16—22. DOI:10.1016/j.ijrmhm.2014.11.007.
4. Chang S.H., Chang M.H., Huang K.T. Study on the sintered characteristics and properties of nanostructured WC— 15 wt.% (Fe—Ni—Co) and WC—15 wt.% Co hard metal alloys. J. Alloys. Compd. 2015. No. 649. P. 89—95.
5. Панов В.С., Коняшин И.Ю., Левашов Е.А., Зайцев А.А. Твердые сплавы: Учебник. 3-е изд., доп. и перераб. М.: Изд. дом НИТУ «МИСиС», 2019.
6. Zhadyaev A., Zakharov D., Amosov A., Novikov V. Comparative analysis of physical and mechanical properties of hard alloy products depending on the synthesis mode. AIP Conf. Proc. 2021. Vol. 2402. Р. 020056. DOI:10.1063/5.0071653.
7. Guo Z.X., Xiong J., Yang M., Xiong S.J., Chen J.Z., Bi S.Q. Characterization and properties of MTCVD Ti(C,N) coated cemented carbide substrates with Fe/Ni binder. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2010. No. 28. P. 238—242.
8. Norgren S., García J., Blomqvist A., Yin L. Trends in the P/M hard metal industry. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2015. No. 48. P. 31—45.
9. Daniele Mari, Luis Miguel, Christoph Nebel. Encyclopedia comprehensive hard materials. Amsterdam: Elsevier, 2015. Vol. 1. P. 29—90.
10. García J., Strelsky W., Lackner M. (Eds.). Ch. 9: Process development and scale up of cemented carbide production in scale-up in metallurgy. Verlag Process. Eng. 2010. P. 235—265
11. Ortner H., Kolaska H., Ettmayer P. The history of the technological progress of hardmetals. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2014. No. 44. P. 148—159.
12. Zak Fang Z., Wang X., Ryu T., Hwang K.S., Song H.Y. Synthesis, sintering, and mechanical properties of nanocrystalline cemented tungsten carbide: A review. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2009. No. 27. P. 288—299. DOI:10.1016/j.ijrmhm.2008.07.011.
13. González Oliver C.J.R., Álvarez E.A., García J.L. Kinetics of densification and grain growth in ultrafine WC— Co composites. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2016. No. 59. P. 121—131.
14. Bolton D., Keely R.J. Effects of nonstoichiometric carbon contents on the fracture toughness of WC—Co hardmetal alloys. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 1982. No. 1 (3). P. 103—111.
15. Stjernberg K.G. Some relations between the structure and mechanical properties of WC—TiC—Co alloys. Powder Metall. 1970. No. 13 (25). P. 1—12.
16. Jonsson H. Studies of the binder phase in WC—Co cemented carbides heat-treated at 950 °C. Planseeberichte für Pulvermetallurgie. 1975. Vol. 23 P. 37—55.
17. Hosokawa H., Shimojima K., Mabuchi M., Kawakami M., Sano S., Terada O. Effects of the WC grain size on the surface roughness of WC—10%Co cemented carbide micro-die machined by FIB. Mater. Trans. 2002. No. 43 (12). P. 3273—3275.
18. Кушаренко В.М., Репях В.С., Чирков Е.Ю., Кушнарен- ко Е.В. Дефекты и повреждения деталей и конструкций. Оренбург: ОГУ, 2011.
19. Shing T.L., Luyckx S., Northorp I.T., Wolff I. The effect of ruthenium additions on the hardness, toughness and grain size of WC—Co. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2001. No. 19 (1). P. 41—44.
20. Захаров Д.А., Жадяев А.А. Пути повышения качества твердосплавного вооружения буровых долот. Металлургия машиностроения. 2020. No. 5. С. 32—36.
21. Жадяев А.А. Исследование трещиностойкости вольфрамокобальтовых сплавов ВК10С производства АО «Волгабурмаш» и VK10 производства Китай. В сб. За нами будущее: Взгляд молодых ученых на инновационное развитие общества: Тр. Всероссийской молодежной научной конференции (05 июня 2020 г.). Курск: Юго-Зап. гос. ун-т, 2020. С. 238—242.
22. Shing T.L., Luyckx S., Northorp I.T., Wolff I. The effect of ruthenium additions on the hardness, toughness and grain size of WC—Co. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2001. No. 19 (1). P. 41—44.
Рецензия
Для цитирования:
Жадяев А.А., Захаров Д.А. Об опыте применения твердых сплавов в производстве буровых шарошечных долот в АО «Волгабурмаш». Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2022;(3):78-87. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2022-3-78-87
For citation:
Zhadyaev A.A., Zakharov D.A. About the experience of using hardmetals in the production of roller cone bits at Volgaburmash JSC. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2022;(3):78-87. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2022-3-78-87
Просмотров:
373
Послать статью по эл. почте 