ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ И НАНОРАЗМЕРНЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ WC–Co
Аннотация
Рассмотрены основные методы производства порошков WC: быстрое карботермическое восстановление (RCR), «прокаливание – восстанов- ление – карбидизация» (CRC), восстановление оксида вольфрама углеродом во вращающихся печах, метод конверсионной сушки распыле- нием (SCP), синтез в волне горения (СВС), высокоэнергетический размол и др. Проанализировано влияние ингибиторов роста карбидного зерна на структуру твердых сплавов. По данным ряда авторов, оптимальное содержание ингибитора составляет 0,5–1,5 мас.%, при большем его количестве происходит охрупчивание сплава за счет образования сложных карбидных фаз. Показано, что наноразмерные твердые спла- вы (dWC < 100 нм) нельзя получить традиционным жидкофазным спеканием смесей – необходимо применение альтернативных твердофаз- ных методов консолидации. Рассмотрены структура, свойства и области применения субмикрометровых и наноразмерных твердых сплавов, полученных методами горячего прессования, высокочастотного индукционного прессования, электроразрядного спекания при плазменном нагреве под давлением (PPC), искрового плазменного спекания (SPS) и др.
Об авторах
В. С. ПановРоссия
докт. техн. наук, профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий МИСиС
А. А. Зайцев
Россия
канд. техн. наук, ст. преподаватель кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий МИСиС
Список литературы
1. Фальковский В. А., Клячко Л. И. Твердые сплавы. М.: Издво «Руда и металлы», 2005.
2. Андриевский Р. А., Рагуля А. В. Наноструктурные материалы. М.: Академа, 2005.
3. Johnston G. P., Muenchausen R., Smith D. M. et al.// Amer. Ceram. Soc. 1992. Vol. 75, No 12. P. 3293.
4. Pat. 19852459 (GE). Verfahren zur Herstellung von Wolframkarbiden durch Gasphasenkarburierung / H. C. Starck, GmbH & Co KG. 2000.
5. Pat. 5352269 А (US) Mixing tungsten and cobalt compounds, drying to form homogeneous precursor powder, thermochemically converting in carburizing gas / L. E. McCandlish, B. H. Kear, S. J. Bhatia. 1994.
6. Кудря Н. А., Фальковский В. А., Чистякова В. А. Выяснение возможности применения плазменного порошка вольфрама: Отчет No 19821138. М.: ВНИИТС, 1983.
7. Conner C. L. // Proc. 14th Intern. Plansee Seminar. Austria: RWF Werbegesellschaft, 1997. P. 171.
8. McCandlish L. E., Seegopaul P. // Proc. Eur. Conf. Advances in Hard Materials Production. (Stockholm, Sweden. May 27–29, 1996). P. 93.
9. Pat. 6524366 (US). Method of forming nanograin tungsten carbide and recycling tungsten carbide / P. Seegopaul, L. Gao. 2003.
10. Borovinskaya I. P., Ignat'eva T. I., Vershinnikov V. I., Sachkova N. V. // Inorganic Mater. 2004. Vol. 40, No 10. P. 1043.
11. Pat. 5919428 (US). Method of forming tungsten particles / L. Yao, B. H. Kear. 1999.
12. Hojo J., Oku T., Kato A. // J. LessCommon Metal. 1978. Vol. 59, No 1. Р. 85.
13. Wan C-W., Chen B-S., Sohn H. Y. // J. Mater. Res. 1993. Vol. 8, No 10. Р. 2702.
14. Tang X., Haubner R., Lux B., Kieffer B. // J. Phys. IV. 1995. Vol. 5. Р. 1013.
15. Kim J. C., Kim B. K. // Scripta Mater. 2004. Vol. 50, No 7. Р. 969–972.
16. Sohn H. Y., Ryu T., Hwang K. S., Fang Z. Z. // Proc. NTCA. 2004. Vol. 34, No 2. P. 533–537.
17. Sohn H. Y., Ryu T., Choi J. W. et al. // JomUs. 2007. Vol. 59, No 12. Р. 44.
18. Lin Sha, Lin Yang, Vang Ynibin et al. // Chin. Raze. Earth. Soc. 2003. Vol. 21, No 6. Р. 677.
19. Pat. 6511551 (US). Method of production WC/Co cemented carbide using grain growth inhibitor / B. K. Kim, G. G. Ha, Y. Woo, 2003.
20. El-Eskandarany M. S, Mahday A. A, Ahmed H. А. et al. // J. Alloy Compd. 2000. Vol. 312, No 1–2. Р. 315.
21. Butler B. G, Lu J., Fang Z. G. Z. et al. // Int. J. Powder Metal. 2007. Vol. 43, No 1. Р. 35.
22. Lee G., Ha G. H., Kim B. K. // J. Korean Inst. Metal Mater. 1999. Vol. 37, No 10. Р. 1233.
23. Панов В. С., Чувилин А. М., Фальковский В. А. Технология и свойства спеченных твердых сплавов. М.: Издво МИСиС, 2004.
24. Liu S. et al. // Proc. 16th Plansee Seminar. Austria. May. 2005. Vol. 2. P. 353.
25. Фальковский В. С. Инновации в технологии твердых сплавов: Нано и ультрадисперсные структуры. М.: МИТХТ, 2008.
26. Borovsky G. V., Annunciation J. V., Abramov A.V. et al. // Proc. 16th Plansee Seminar. Austria. 2009. No 2. Р. 224–229.
27. Zak Fang, Xu Wang, Taigong Ryu // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2009. Vol. 27, No 2. P. 288.
28. Schubert W. D. //Proc. Inter. Conf. Tungsten Hard Metals and Refractory Alloys. Annapolis, USA: MD, 2000. Р. 13.
29. Maheshwari P., Fang Z. G. Z., Sohn H. Y. // Int. J. Powder Metal. 2007. Vol. 43, No 2. Р. 41.
30. Fang Z. Z., Eason J. W. // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 1995. Vol. 13, No 5. Р. 297.
31. McCandlish L. E., Kear B. H., Kim B. K. // Nanostruct. Mater. 1992. Vol. 1, No 2. Р. 119.
32. Wang X., Fang Z. Z., Sohn H. Y. // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2008. Vol. 26, No 3. Р. 232.
33. I. Konyashin, B. Ries, F. Lachmann et al. // Ibid. Р. 583.
34. Klyachko L. I. // Proc. 15th Plansee Seminar. Austria. 2001. P. 203–207.
35. Панов В. С. Теоретические основы прочности спеченных твердых сплавов. М.: Издво МИСиС, 2011. С. 82.
36. Зайцев А. А., Вершинников В. И., Панов В. С. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2013. No 3. С. 21.
37. Gille G., Szesny B., Dreyer K. et al. // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2002. Vol. 20, No 1. Р. 3.
38. Jia K., Fischer T. E., Gallois B. // Nanostruct. Mater. 1998. Vol. 10, No 5. Р. 875.
39. Bartha L., Atato P., Toth A. L. et al. // J. Advanc. Mater. 2000. Vol. 32, No 3. Р. 23.
40. Konner C. L. // Ibid. 2004. P. 171.
41. Лисовский А. Ф. // Сверхтвердые материалы. 2011, No 4. С. 9.
42. Замулаева Е. И. Разработка наноструктурированных покрытий на основе WC–Co: Автореф. ... дис. канд. техн. наук М.: МИСиС, 2009.
43. Алымов М. И. // Рос. хим. журн. 2009. Т. 53, No 2. С. 111.
44. Цветков Ю. В., Благовещенский Ю. В., Клячко Л. И. и др. // Сб. тр. 3й Всерос. конф. по наноматериалам НАНО2009 (Екатеринбург, апрель 2009 г.). С. 726–728.
45. Pat. 5773735 (US). Dense fine grained monotungsten carbidetransition metal cemented carbide body and preparation thereof / E. M. Dubensky, R. T. Nilsson, 1996.
46. Wang X., Fang Z., Sohn H. Y. // Proc. Intern. Conf. Powder Metallurgy & Particulate Materials. / Ed. J. Engquist. Denver, US, 2007. Р. 8–10.
47. Michalski A, Siemiaszko D. // Int. J. Refract. Metal. Hard Mater. 2007. Vol. 25 No 2. P. 153.
48. Chuvildev V. N., Moskvicheva A.V., Blagoveshenskiy Y. V. et al. // Proc. 17th Planzee Seminar. Austria. May. 2009. Vol. 2. P. 240.
49. Azcona I., Ordonez A., Sanchez J. M., Castro F. // J. Mater. Sci. 2002. Vol. 37, No 19. Р. 4189.
50. Панов В. С., Шуменко В. Н. Технология и свойства спеченных твердых сплавов: Курс лекций. М.: Изд во МИСиС, 2013.
51. Froschauer L., Fulrath R. M. Direct observation of liquid phase sintering in the system tungsten carbidecobalt: Rep. No LBL3189 (Oct. 1974). Lawrence Berkeley Laboratory, University of California, Berkeley, CA.
Для цитирования:
Панов В.С., Зайцев А.А. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ И НАНОРАЗМЕРНЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ WC–Co. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya. 2014;(3):38-48. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2014-3-38-48
For citation:
Panov V.S., Zaitsev A.A. Development Trends of Technology of Ultrafine and Nanosized Hard Alloys WC–Co The Overlook. Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional’nye Pokrytiya (Universitiesʹ Proceedings. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings). 2014;(3):38-48. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2014-3-38-48
Послать статью по эл. почте 