Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование смачивания карбида вольфрама кобальтовыми расплавами (Co, W, C) различного состава

ФИО: Конищев С.Н.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: к.т.н. Зайцев Александр Анатольевич

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Порошковой металлургии и функциональных покрытий

Академическая группа: РПМ-11-1

Твердые сплавы – класс композиционных материалов, которые широко применяются в промышленности для изготовления бурового и режущего инструмента, штампов, износостойких деталей и др. Наиболее распространенной технологией получения твердых сплавов является жидкофазное спекание (ЖФС). В процессе ЖФС сплавов WC-Co усадка происходит в присутствие жидкости эвтектического состава под действием капиллярных сил, которые в значительной степени определяются смачиванием расплава на основе кобальта вольфрамовых зерен. Количественной характеристикой смачивания является краевой угол, значение которого является одним из основных входных параметров для математического моделирования процесса ЖФС. Общепринято, что кобальт имеет идеальное смачивание карбида вольфрама, однако по данным последних исследований краевой угол смачивания системе WC-Co отличен от нуля и наблюдается так называемое псевдо-неполное смачивание.

Целью данной работы являлось исследование смачивания карбида вольфрама кобальтовыми расплавами (Co,W,C) различного состава. Для формирования расплавов (Co,W,C) различного состава были подготовлены шесть сплавов из смесей исходных порошков WC, Co, W, C (таблица 1).

№ сплава WC, % масс W, % масс Сo, % масс С, % масс
1 25 10 65 0
2 30 5 65 0
3 35 0 65 0
4 34 0 65 0,5
5 34 0 65 1
6 33 0 65 2

Данные сплавы получились из смесей расплавлением в вакууме при температуре 1450 ºC в алундовых тиглях. Методом ДСК исследованы интервалы плавления сплавов. Обнаружено, что в зависимости от состава сплава температура начал плавления находится в интервале 1310–1350 ºC. По результатам РФА в сплавах №1 и 2 выявлены фазы W3CoC, WC, Co(1-x)Wx, в сплаве №3 вместо W3CoC появился α-Co, а в сплаве №4 фаза Co(1-x)Wx исчезла полностью. В сплавах № 5 и 6 идентифицированы 3 фазы: α-Co, C (графит) и WC.

Работа выполнена в рамках Программы повышения конкурентоспособности НИТУ «МИСиС» среди ведущих мировых научно-образовательных центров на 2013–2020 гг. (проект № К2-2014-012).