Твердые сплавы

Твердыми сплавами называют сплавы, изготовленные методом порошковой металлургии и состоящие из карбидов тугоплавких металлов (WC, TiC, ТаС), связанных кобальтом.

Изготовляют твердые сплавы трех видов:

1) вольфрамовые (ВКЗ, ВК6, ВК8, ВК10 и ВК20, ВК25);

2) титановольфра-мовые (Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12);

3) титанотапталовольфра-мовые (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-Б, ТТ20К9).

Маркировка твердых сплавов:

Первые буквы обозначают группу, к которой относится сплав (ВК — вольфрамовая, Т — титановольфрамовая, ТТ — титанотанталовольфрамовая).

Цифры в вольфрамовой группе — количество кобальта.

Первые цифры в титановольфрамовой группе — количество карбида титана, а вторые цифры — количество кобальта.

Первые цифры в титанотанталовольфрамовой группе — количество карбидов титана и тантала, а вторые цифры — количество кобальта.

Если в марке стоит буква М (ВК6 — М), сплавы изготовлены из мелких порошков, если буква В (ВК4-В),— из крупнозернистого карбида вольфрама. Если в марке буквы ОМ,—сплавы изготовлены из особо-мелких порошков, а ВК — из особо крупного карбида вольфрама.

Структура вольфрамовых сплавов представляет собой частицы карбида вольфрама WC, связанные кобальтом. Титановольфрамовые сплавы состоят из карбидов WC и TiC, связанных кобальтом. При высоком содержании карбида титана (Т30К4) структура состоит только из карбида титана и кобальта, так как вольфрам и углерод растворяются в карбиде титана.

Чем меньше в сплаве ВК кобальта и мельче карбидные частицы, тем выше износостойкость, но ниже прочность и сопротивление ударам. Сплавы ВК3, и особенно ВК3-М, обладающие наиболее высокой износостойкостью (твердость HRC 89,5—90 и σ_изг = 110кгс/мм²), допускают высокую скорость резания при обработке чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов.

Сплавы ВК4, ВК6, ВК6-М с твердостью HRC 88,0-90 и σ_изг = 135‒140 кгс/мм² рекомендуются для чернового точения, фрезерования, рассверливания, зенкерования при обработке чугуна жаропрочных сплавов, цветных металлов и неметаллических материалов. Сплавы ВК8 и ВК10 обладают меньшей износостойкостью, но более высокой эксплуатационной прочностью (σ_изг = 165‒175 кгс/мм²).

Сплав ВК8 применяют для чернового точения и других видов черновой обработки (резания чугуна, жаропрочных сплавов и цветных металлов), а также для волочения и калибровки труб, прутков и проволоки. Сплавы ВК10, ВК15 и ВК25 предназначаются для изготовления быстроизнашивающихся деталей. Эти сплавы характеризуются высокой эксплуатационной прочностью, но сравнительно низкой износостойкостью.

Наивысшей для титановольфрамовых сплавов износостойкостью и допустимой скоростью резания при пониженной эксплуатационной прочности (σ_изг = 95 кгс/мм²) обладает сплав Т30К4. У сплавов Т15К6, Т5К10 эксплуатационная прочность выше, а износостойкость и допустимая скорость резания ниже. Титановольфрамовые сплавы применяют для чистого (Т30К4) и чернового (Т15К6, Т5К10) точения, фрезерования и строгания стали. Твердость сплавов HRC 92—87.

'Сплав ТТ10К8-Б при умеренной износостойкости обладает высоким со­противлением ударам и хорошей эксплуатационной прочности (σ_изг= 130 кгс/мм²). Титанотанталовольфрамовые сплавы применяют при черновой и чистовой обработке труднообрабатываемых материалов, в том числе жаропрочных сплавов и сталей (HRC 87 — 90).

Твердые сплавы получают путем прессования порошков карбидов и кобальта в изделия необходимой формы и последующего спекания при 1250—1450°С в атмосфере водорода или в вакууме.

Твердые сплавы чаще изготовляют в виде стандартных пластин различной формы для оснащения ими резцов, фрез, сверл и других режущих инструментов, а также различных матриц для прессования полуфабрикатов и волочения проволоки.

Пластины в режущем инструменте крепят либо с помощью медного припоя, либо механическим способом.

Крепление штамповых и волочильных матриц производят путем тугой посадки в соответствующую стальную обойму с помощью припоя.

Контрольные вопросы

1. Какие стали называют инструментальными?

2. По каким признакам классифицируются инструментальные стали?

3. К какому классу по структуре принадлежит сталь, содержащая 1% углерода и 13% марганца?

4. Какие достоинства и недостатки имеют углеродистые стали для режущего инструмента?

5. Какие стали называют быстрорежущими? Приведите примеры быстрорежущих сталей.

6. Назовите основные легирующие элементы быстрорежущих сталей.

7. Начертите график процесса термической обработки резца из быстрорежущей стали и дайте обоснование каждой операции этого процесса.

8. Укажите стали для штампов холодного и горячего деформирования. Рассмотрите термическую обработку и получаемые свойства этими сталями.

9. Чем объяснить повышение твердости быстрорежущей стали после отпуска?

10. Что такое красностойкость, жаростойкость и жаропрочность?

11. От чего зависит хорошая обрабатываемость стали?

12. Какие требования предъявляются к сталям для измерительного инструмента и укажите пути достижения стабильности структуры и свойств при эксплуатации?

13. Что представляют собой твердые сплавы, каковы их свойства и применение?

14. Как маркируются твердые сплавы?

15. Какие достоинства и недостатки имеют твердые сплавы?

ЛИТЕРАТУРА

Дата добавления: 2014-12-23