Ученые политеха улучшили свойства безвольфрамовых сплавов

Порошковый твердый сплав используется для изготовления металлорежущих пластин и коронок буровых инструментов, испытывающих в процессе работы большие нагрузки (высокие температуры, ударные нагрузки и так далее). Для их изготовления, как правило, используется вольфрам – довольно дорогостоящий и дефицитный элемент.

Существующий аналог – безвольфрамовые твердые сплавы на основе титана – в три раза дешевле, однако их свойства значительно уступают сплавам, в которых содержится вольфрам. Чтобы улучшить их свойства, научный коллектив разработал методику ионного облучения, благодаря которой износостойкость при трении повышается почти в три раза. 

Под воздействием мощного ионного пучка (E ~ 250 кэВ) наносекундной длительности поверхность сплава расплавляется, а затем мгновенно кристаллизуется. На поверхности образуются новые химические соединения, изменяется структура, что приводит к увеличению твердости сплава. Таким образом, получается менее дорогой, но гораздо более конкурентоспособный состав.

По словам ученых, ионное облучение привело к формированию дополнительных карбидных соединений. Кроме того, воздействие импульсного ионного пучка снизило концентрацию хрупких интерметаллидных фаз с избыточным содержанием никеля.