Инновационная технология получения изделий горячим прессованием сплавов, синтезирующихся в системах Ti-Ni-C и Ti-Cu-C при СВС-процессе

Группой специалистов Урала разработана технология получения формообразующего инструмента из безвольфрамовых твёрдых сплавов для волочения, калибровки, экструзии профилей (труб, прутков, многогранников и др.) из черных и цветных металлов.        Технология предполагает самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) порошков титана, углерода и никеля (либо меди) в реакторе с последующим силовым компактированием сплавов, синтезирующихся при СВС-реакции.

Разработаны Технические условия ТУ 24.45.30-001-04926906-2017 на волоки-заготовки из сплава Ti-Ni-C, получаемые методом СВС.    В развитие данных ТУ освоен выпуск волок-заготовок различных размеров, имеющих твердость 63-65 HRC, для волочения изделий из чёрных металлов.

Размеры, мм:

Волоки, фильеры и матрицы из безвольфрамового твёрдого СВС- сплава системы Ti-Ni-C имеют высокую износостойкость. Испытания изделий показали повышение их износостойкости при производстве труб (Ст 20, Ст 45) в 3-5 раз по сравнению с аналогами ВК-8; ВК-15.

Освоено также изготовление волочильного инструмента по аналогичной технологии из сплава системы Ti-Cu-C. При этом для СВС-реакции состав шихты рассчитывается исходя из обязательного получения интерметаллидов титан-медь в качестве связки карбида титана. На данную технологию получен патент РФ №2691656 с приоритетом от 22 01.2018 г. Патентообладатель – ООО «СВС-Композит» до 22.01.2038 г.

Получаемый материал обладает меньшей твёрдостью (56-60 HRC), но большей пластичностью и может применяться для передела цветного проката (латунь, бронза, медь и их сплавы) методом гидравлической горячей экструзии, а также холодной калибровки прутков, шестигранников и других профилей.

Оба материала — TiNiC и TiCuC являются термостойкими. При нагреве до 1500^о С и погружении в воду материалы не разрушаются. 

Изделия из безвольфрамовых твердых сплавов — TiNiC и TiCuC дешевле импортных   аналогов   из   ВК за счет более низкой стоимости компонентов шихты и меньшего (в 2.5 раза) веса. В частности, у ведущих мировых производителей — фирм Pramet Tools; Sandvik hard materials — цена волоки D-70/ H-50/d-32 мм составляет 125 тыс. руб. за шт. Цена волоки TiCuC, изготовленной по нашей технологии – 50 тыс. руб. за шт. при сопоставимой износостойкости.     

Создан промышленный участок включающий реакторы для проведения СВС-процессов порошковых компонентов, пресс для деформации образующегося расплава, а после обдирки, электроэрозионной обработки и шлифовки СВС-заготовок получение товарных заготовок волок, матриц, калибров.

Авторы

Цикарев В.Г., Алабушев А.В., Филиппенков А.А. (ООО «СВС-Композит», ООО «НПП ФАН» г. Екатеринбург)
Работа выполнена при поддержке ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» – договор (соглашение) № 1762 ГС1/24296 от 27.12.2016г.