Fused Refractory Composites for Tool Materials
Refractory metal-like composites become very prospective materials for modern engineering. Transition metal carbides have a special place among them being applied in creation of multipurpose powder-metal materials. Powdered fused or pseudofused refractory composites can be especially effective as feed materials.
А.Н. Степанчук,
профессор, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»
Перспективными материалами для ряда отраслей техники становятся тугоплавкие металлоподобные соединения. Среди них особое место занимают карбиды переходных металлов, которые применяются при создании материалов многоцелевого назначения методами порошковой металлургии. Особенно эффективно в качестве исходных материалов могут использоваться порошки плавленых или псевдоплавленых тугоплавких соединений.
Одним из перспективных методов получения порошков плавленых тугоплавких соединений является метод плавки в дуговой печи с помощью расходуемых электродов под давлением газа в рабочей камере. Оптимальные условия получения некоторых тугоплавких соединений и их сплавов приведены в табл. 1.
В случае получения карбидных фаз титана, циркония и ниобия в области их гомогенности условия плавления зависят от их состава. Плотность тока при их образовании может быть определена с помощью выражений
ITiCx = 130 KX; IZrCx = 80K(1,1–X);
INbCx = 90K(2 — (1–X)),
где Х — С/Ме; К — масштабный коэффициент, который при диаметре электрода 20 мм равняется 1 и с увеличением диаметра растет.
Оптимальное давление газа в рабочей камере также зависит от состава карбидной фазы: для карбида титана составляет 7,0–8,0 МПа, для карбида циркония 5,5–6,8 МПа, для карбида ниобия 5,0–6,5 МПа.
Высокая твердость плавленых тугоплавких соединений, отсутствие у них пористости (рис. 1), монокристальность зерен, относительно высокая тепло- и электропроводность предопределяют их эффективное использование при производстве композиционных, инструментальных, магнитно-абразивных материалов, твердых сплавов, а также в качестве свободных абразивов и шлифовальных кругов, износостойких материалов вообще. Прогнозирование свойств таких материалов предусматривает установление механических, упругих, абразивных характеристик исходных материалов, их устойчивости к абразивному износу и другое.
