Development Trends of Technology of Ultrafine and Nanosized Hard Alloys WC–Co The Overlook
https://doi.org/10.17073/1997-308X-2014-3-38-48
Abstract
There were considered the main methods of powders WC production: rapid carbothermal reduction (RCR), «calcination – reduction – carbidization» (CRC), reduction of tungsten oxide by carbon at rotary furnace, method of spray conversion process (SCP), self-propagating high-temperature synthesis (SHS), high energy milling and others. There was made analysis of impact of growth inhibition for carbide grain on structure of hard alloys. According to the data of some authors, optimal content of inhibitor is equal to 0,5–1,5 mas.%; in the case of its large quantity has place brittleness of alloy by means of formation of complex carbide phases. There was demonstrated that is impossible obtain nanosized hard alloys (dWC < 100 nm) by means of traditional solid-state sintering of mixtures – it is need to use alternative solid phase consolidation. There was considered structure, properties and fields of application submicron and nano sized hard alloys, obtaining by means of hot pressing, high frequency induction pressing, electric discharge sintering during plasma pressure consolidation (PPC), spark plasma sintering (SPS) etc.
About the Authors
V. S. PanovRussian Federation
A. A. Zaitsev
Russian Federation
References
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.
Review
For citations:
Panov V.S., Zaitsev A.A. Development Trends of Technology of Ultrafine and Nanosized Hard Alloys WC–Co The Overlook. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya). 2014;(3):38-48. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2014-3-38-48
Email this article 