Технологическое обеспечение стабильности циклической ударной стойкости твердосплавных зубков буровых шарошечных долот

• Автор: Ахметсагиров, Сергей Маратович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 196 с. : ил.

СОДЕРАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Возникновение и технические данные твердых сплавов

1Л. 1. Термины и свойства

1.2. Классификация, марки и область применения

спеченных твердых сплавов

1.3. Технология изготовления твердых сплавов

1.3.1. Получение порошкообразного металлического вольфрама

1.3.2. Получение карбидов

1.3.3. Приготовление смесей порошков карбидов

с цементирующим металлом
1.3.1.1. Приготовление смеси в шаровых
мельницах
1.3.3.2. Размол в аттриторах
1.3.3.3. Сушка распылением
1.3.3.4. Грануляция
1.3.4. Формование твердосплавных изделий
1.3.5. Спекание твердых сплавов
1.3.5.1. Структура
1.3.5.2. Печи для спекания
1.4. Твердые сплавы в буровых долотах
1.4.1. Сплавы для горных работ
1.4.2. Разрушение (бурение) горных пород
1.4.3. Вооружение шарошечных долот
1.4.4. Наплавочные твердосплавные материалы
(сплав рэлит)
1.4.5. Литые твердые сплавы и стержневые электроды. Стеллиты и стелитоподобные сплавы
1.5. Технологический процесс получения твердосплавных
зубков буровых долот в ОАО «Волгабурмаш»
1.5.1. Исходное сырье
1.5.2. Технологический процесс изготовления

карбидов вольфрама
1.5.2.1. Приготовление СДК
1.5.2.2. Карбидизация вольфрама
1.5.3. Приготовление гранулированных смесей
1.5.4. Прессование зубков
1.5.5. Спекание прессованных заготовок
1.5.6. Шлифовка и галтовка
1.6. Задачи для диссертационного исследования
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы: сырье и вспомогательные материалы
2.1.1. Вольфрамовый порошок
2.1.2. Технический углерод
2.1.3. Оксид кобальта для производства
твердых сплавов
2.1.4. Кобальт металлический порошкообразный
2.1.5. Порошок карбида вольфрама 7О
2.1.6. Порошок карбида тантала
2.1.7. Гранулированный твердосплавный порошок
2.1.8. Парафин нефтяной
2.2. Методики исследования сырья и готовых изделий
2.2.1. Метод определения общего углерода
2.2.2. Метод определения предела прочности на изгиб
2.2.3. Методика проведения испытания циклической стойкости зубков
2.2.4. Рентгенофазовый анализ
2.2.5. Метод растровой электронной микроскопии (РЭМ)
2.2.6. Система компьютерного анализа изображений
2.3. Технологическое оборудование
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОРОШКОВОГО СЫРЬЯ
3.1. Исследование порошка вольфрама
3.1.1. Исследование порошка вольфрама
фракции 1,35 мкм
3.1.2. Исследование порошка вольфрама

фракции 4,0 мкм
3.1.3. Исследование порошка вольфрама
фракции 6,1 мкм
3.1.4. Исследование порошка вольфрама . '
фракции 16,5 мкм
3.2. Исследование порошка кобальта
3.3. Исследование порошка карбида вольфрама
3.3.1. Исследование порошка карбида вольфрама
марки КВ
3.3.2. Исследование порошка карбида вольфрама
марки КД
3.3.3. Исследование порошка карбида вольфрама
марки КМ
3.4. Исследование гранулированной смеси
3.5. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ КОБАЛЬТОВОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ НА ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ЗУБКОВ
4.1. Исследование зубков из сплава ВК10
4.2. Исследование зубков из сплава ВК13
4.3. Рентгенофазовый анализ
4.4. Выводы
5. УГЛЕРОДНЫЙ БАЛАНС И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ЗУБКОВ БУРОВЫХ ДОЛОТ
5.1. Результаты испытания зубков на ударную циклическую
стойкость
5.2. Исследование качества смеси для карбидизации (СДК)
5.3. Углеродный баланс в порошках карбида вольфрама
и его влияние на прочность твердого сплава
5.4. Исследование и отработка режимов предварительного спекания карбидо-вольфрамовых изделий
5.5. Исследование предварительно спеченных
. твердосплавных изделий
5.6. Окончательное спекание твердосплавных изделий

Микроструктура марок твердых сплавов различного состава:
В 25 М/5
а - УУС-Ю %Со; б - 82,5 % Л/С-11 %(Ті, Та, ЫЬ)С-6,5 %Со
Рисунок
Зависимость между параметрами структуры, механическими и магнитными свойствами была главным объектом исследований [59]. Размер зерна и распределение зерен по размеру, например, карбида вольфрама, являются очень важными в определении свойств твердого сплава. Крупные зерна VC-Co сплава являются более вязкими в сравнении с тонкими зернами сплава, хотя тонкие зерна имеют более высокую твердость и потенциально обеспечивают более высокое сопротивление износу. Очень тонкие VC-Co твердые сплавы с величиной зерна \С<1 мкм обладают высоким пределом прочности при изгибе, а также высокой твердостью.
Хорошее смачивание твердых частиц связующей фазой обеспечивает высокие механические и технологические свойства. Сочетание, как и следовало ожидать, твердых карбидных частиц с вязкой связующей фазой препятствует распространению трещины, которая зарождается в твердых частицах прежде, чем в связующей фазе, тормозится или останавливается в вязких промежуточных прослойках. Это способствует улучшению всех прочностных свойств.