Характеристики, разновидности и сфера применения износостойкой стали

Как получают твердые сплавы

Соединения металлов представляют собой смесь порошков, которые прессуются и запекаются. В её состав входят карбиды и кобальт. Смешивают порошки в формах для запекания, прессуют под давлением от 200 кгс/см2. После обработки давлением формы разогреваются до температуры в 1500 градусов. Готовые соединения используют при получении труднообрабатываемых материалов.

Свойства твердых сплавов

Чтобы понять, какой металл или смесь самый прочный в мире, необходимо знать их свойства. Основные характеристики помогут разбираться в тех или иных видах материалов и грамотно использовать их при производстве. Свойства твердых сплавов:

1. Высокая механическая и термоударная прочность.
2. Износоустойчивость.
3. Красностойкость. Этот показатель проявляется при температурах от 900 и до 1000 градусов.

Такие свойства твердых сплавов, как ударопрочность, пластичность, прочность при сжатии или изгибе и твердость напрямую зависят от количества кобальта, содержащегося в соединениях. Также важен размер зерна карбида вольфрама.

Характеристики твердых сплавов

Чтобы определить самый твердый сплав, необходимо разбираться в характеристиках. К ним относится химический состав соединения металлов, его механические и физические свойства, процесс получения готовых сплавов.

Механические и физические характеристики:

1. Жаропрочность.
2. Плотность (14,9г/см3–15,2г/см3).
3. Твердость (89,5HRA-91 HRA).
4. Теплопроводность — 51 Вт.
5. Допустимая прочность — 2150 Мпа.

Также к этим характеристикам можно отнести устойчивость соединений к воздействию коррозийных процессов. Самый твердый сплав обладает завышенным физико-механическими характеристиками.

Жаропрочный металл

Марки

По государственным ГОСТам устанавливается специальная маркировка, которой отмечаются все соединения твердых металлов. Она представляет собой заглавные буквы и цифры:

1. ВК6М — вольфрамокобальтовая смесь. Цифра 6 указывает на количество кобальта в составе. Буква «В» указывает на вольфрам, соответственно буква «К» — кобальт. Буква «М» обозначает то, в какой сфере применяется этот сплав. Из него изготавливают инструменты для обработки металлов.
2. ВК2 — в этом случае в смеси содержится 2% кобальта и 98% вольфрама.
3. ВК8 — в этой смеси кобальта содержится до 8%.
4. Т14К8 — в таких соединениях содержится третий элемент — титан. Его в составе содержится 14%. Кобальта 8%. Всё остальное это вольфрам.
5. Т5К10 — аналогична предыдущей смеси, в которой 5% титана, 10% кобальта и 85% вольфрама.
6. ТТ7К12 — к указанным выше элементам добавляется тантал. Его процентное содержание такое же, как и у титана.

Марки сплава указываются на готовых деталях и заготовках.

Области применения

Существует множество сфер применения твердых сплавов. К ним относятся:

1. Производство инструмента для обработки металла.
2. Изготовление деталей для промышленного оборудования.
3. Оснастка для работы с металлическими заготовками.

Часто твердые сплавы используются в качестве напыления на более мягкие. Сферы применения доходят вплоть до постройки крупного транспорта.

Отличительные признаки

Основные свойства твердых сплавов заключаются в их высокой прочности, износостойкости. При этом рассматриваемые материалы отличаются меньшей вязкостью и теплопроводностью в сравнении со сталью. Это необходимо учитывать при эксплуатации изделий. Выбирая твердый сплав, необходимо придерживаться ряда рекомендаций:

1. Вольфрамовые изделия в сравнении с титановольфрамовыми отличаются меньшей температурой свариваемости со сталью. В этой связи их используют для работы с чугуном, цветными металлами и неметаллическими материалами.
2. Для стали целесообразно использовать соединения группы ТК.
3. Твердый сплав марки ТТК обладает повышенной вязкостью и точностью. Его применяют для работы со стальными поковками, отливками в неблагоприятных условиях.
4. Чистовое и тонкое точение с небольшим сечением стружки обеспечивают борфрезы твердосплавные с мелкозернистой структурой и меньшим содержанием кобальта.
5. При неблагоприятных условиях и черновой работе с материалами с ударной нагрузкой целесообразно использовать соединения с высоким содержанием кобальта. При этом они должны обладать крупнозернистой структурой.
6. Чистовая и черновая обработка в процессе непрерывного резания осуществляются преимущественно соединениями со средним процентным содержанием кобальта.

Описание

Твердый сплав ВК8 применяется для осуществления черновых работ:

стачивания неоднородностей на сечениях среза;

сверления отверстий;

строгания;

фрезеровочных работ;

зенкерования серого чугуна.

С его помощью обрабатываются поверхности сталей всех видов: легированных, чугунных, жаростойких; твердых пород дерева.

Расшифровка сплава ВК8 проста: содержание карбида вольфрама 92, кобальта 8% и всегда сохраняется таковым для конкретной маркировки.

Дополнительные исследования показали, что отличия распространяются на плотность материалов 14,8 и 14,6 г/см 3 , ударную прочность, 35-30 кДж/м², а также оценочную характеристику, связанную с антикоррозийными свойствами металла, находящегося в морской воде.

Проведя ряд проверок и экспериментальных выпусков материалов, металлурги пришли к выводу, что влияние на получение сплава ВК8, состав которого остается неизменным влияют такие факторы:

состояние используемых порошков (размер зерна, влажность);

условия соединения (смешения) карбида вольфрама и кобальта;

устанавливаемые температура, давление (с точностью до единиц измерения).

“>

Химсостав и получение

В состав металла входят:

Кобальт используется для связки карбида вольфрама. Это металл, по внешнему виду похожий на феррум, но оттенок его темнее. Применение его в составе делает сплав более тягучим и прочным. Карбид вольфрама – это химическое соединение вольфрама и углерода.

В состав сплава ВК8 входят мелкие фракции карбидного соединения и кобальта, что позволяет считать материал продуктом порошковой металлургии. Для их получения необходимо произвести несколько действий:

• измельчить шихту;
• разделить ее на фракции;
• смешать фракции в необходимых пропорциях;
• сформовать с помощью пресса и клеящего состава заготовки;
• обработать при нагрузке 30 МПа и температуре 1400 градусов.

В результате из кобальта выделяется влага, которая смачивает деталь, а при кристаллизации данного элемента происходит соединение карбидных частиц. Структура характеризуется прочностью и износостойкостью.

Литература

Покупаем Реле

Покупаем по самым высоким ценам:

• ВКЖ (Авиационный датчик)
• ВПГ-62
• ВПМ 2-02 преобразователь тока
• ДЖМ10Б (авиационный датчик)
• ДЖМ9Б (Авиационный датчик)
• ДП 12 до 90 года 902,903,906
• ДП-1П до 90г
• РВ-5А
• РГК 15
• РКМ-1 с ПЛи 10, за грамм указаный на реле
• РП 3 по 67 год
• РП 3 по 71 год
• РП 3;4;5;7 год любой паспорт любой
• РП 4,5,7 до 66 года
• РП 4,5,7 до 68.02 года
• РПА 11;12 до 01.92г
• РПВ 2/5; 2/7;5/7 год любой паспорт любой
• РПС 11 до 68 года
• РПС 18 до 79 года
• РПС 18 до 90 года
• РПС 20 год любой 756,760,761,762,763
• РПС 20 до 66.12 года
• РПС 24 по 90 год. 916,919,926
• РПС 25 (паспорт 811)
• РПС 3,4,5,7,15 до 72 года
• РПС 3,4,5,7,15 до 90 года
• РПС 3,4,5,7,15 с 90 до 92 года 08-14 (золото-никелевые контакты)
• РПС 32 до 91 года 209-216
• РПС 32 до 92 года 201-208 (РПС 32 паспорт 201-208 92 года выпуска -50% от цены)
• РПС 34 до 79.12 года 234,235,236,244
• РПС 34 до 91 года 231,232,233 (РПС 34 паспорт 231;232;233 91-92 года выпуска -50% от цены)
• РПС 36 до 79.12 года 254,255,256,264 (РПС 36 паспорт 254,255 до 12.92 года -50% от цены)
• РПС 36 до 91 года 251,252,253 (РПС 36 91-92 года паспорт 251,252,253 -50% от цены)
• РТС-5 до 83г выпуска
• РЭВ 20 (б/у без жёлтых выводов- не нужны)
• РЭК-43 до 06.92г 0002, 0501, 0502, 0504, 0601, 0602, 1201, 1202, 2602
• РЭК-43 до 06.92г 0101, 0201, 0202, 0204, 0301,0302, 0304, 0305, 0401, 0402, 1602, 2202, 2302, 2402, 6102, 0802
• РЭН 33 (только со схемой, без -50%)
• РЭС 10 год любой паспорт любой
• РЭС 10 до 82 года половинка 300,305,308
• РЭС 10 до 82 года половинка 311,316
• РЭС 10 до 82 года целая 301,302,303,304, 317, 318, 319
• РЭС 10 до 82 года целая 312,313,314,315
• РЭС 10 до 82 года целая 319;330;331
• РЭС 10 до 82 года целая 320,329
• РЭС 10 с 82 до 82.12 года целая 050-01
• РЭС 10 с 82 до 83.11 года половинка 01,06,07,031-01,06,07
• РЭС 10 с 82 до 83.12 года целая 031-02,03,04,05
• РЭС 10 с 82 до 90 года половинка 031-08,13
• РЭС 10 с 82 до 90 года целая 031-09,10,11,12
• РЭС 10 с 82 до 90 года целая 050-02
• РЭС 15 до 73 года 001-007
• РЭС 15 до 90г паспорт 008 (с жёлтыми контактами)
• РЭС 22 до 74 года 200-299
• РЭС 22 до 82 года 200-299;133
• РЭС 22 до 90 года 023-09,10,11,12,13
• РЭС 32 до 82 года 354,355
• РЭС 32 до 90 года 06,07
• РЭС 34 по 81 год 371-374,380
• РЭС 34 с 82 по 89 год 00-03,09,23-25,34
• РЭС 34 с 82 по 89 год 21,22,26-28
• РЭС 48 до 90.12 года 213-218
• РЭС 48 до 92 года 201-207
• РЭС 7 год любой, паспорт любой
• РЭС 78 до 90 года 00-07
• РЭС 78 до 90 года 08-13
• РЭС 8 до 66.12 года 050,051,052
• РЭС 8 до 71.12 года 050,051,052
• РЭС 9 до 82 года 201,202,207,208
• РЭС 9 до 82 года 213,215-218
• РЭС 9 с 82 до 90 года 09, 11-14 (паспорт первые две цифры 1301, 13 подходит)
• РЭС 9 с 82 по 85.07 год-01,02,06;18 (пример нам нужного реле, смотрим первые две цифры 0601, 06 подходит) 0001; 0002 не подходят!
• ТРМ РДО год любой 028,525,003,П-579
• ЭМРВ-27Б-1 до 90г

Применение

Твердые сплавы в настоящее время являются распространенным инструментальным материалом, широко применяемым в инструментальной промышленности. За счет наличия в структуре тугоплавких карбидов твердосплавный инструмент обладает высокой твердостью HRA 80-92 (HRC 73-76), теплостойкостью (800—1000 °C), поэтому ими можно работать со скоростями, в несколько раз превышающими скорости резания для быстрорежущих сталей. Однако, в отличие от быстрорежущих сталей, твердые сплавы имеют пониженную прочность (σи = 1000—1500 МПа), не обладают ударной вязкостью. Твердые сплавы нетехнологичны: из-за большой твердости из них невозможно изготовить цельный фасонный инструмент, к тому же они ограниченно шлифуются — только алмазным инструментом, поэтому твердые сплавы применяют в виде пластин, которые либо механически закрепляются на державках инструмента, либо припаиваются к ним.

Твердые сплавы ввиду своей высокой твердости применяются в следующих областях:

• Обработка резанием конструкционных материалов: резцы, фрезы, свёрла, протяжки и прочий инструмент.
• Оснащение измерительного инструмента: оснащение точных поверхностей микрометрического оборудования и опор весов.
• Клеймение: оснащение рабочей части клейм.
• Волочение: оснащение рабочей части волок.
• Штамповка: оснащение штампов и матриц(вырубных, выдавливания и проч.).
• Прокатка: твердосплавные валки (выполняются в виде колец из твердого сплава, одеваемых на металлическое основание)
• Горнодобывающее оборудование: напайка спеченных и наплавка литых твердых сплавов.
• Производство износостойких подшипников: шарики, ролики, обоймы и напыление на сталь.
• Рудообрабатывающее оборудование: оснащение рабочих поверхностей.
• Газотермическое напыление износостойких покрытий

Двухкарбидные твердые сплавы

Сплавы, содержащие карбиды вольфрама и титана, используют для инструментов, которыми обрабатывают материалы со сливной стружкой. У двухкарбидных сплавов стойкость к окислению, твердость и теплостойкость выше, чем у однокарбидных, но ниже упругость, теплопроводность и электропроводность. Устойчивость к усталостному разрушению у титановольфрамовых сплавов объясняется повышенной температурой схватывания при спекании. Эти сплавы используют при высоких скоростях резания стали.

Двухкарбидные сплавы обозначаются так: Т30К4, где число 30 указывает на процентное содержание карбида титана, а 4 – кобальта. Остальная часть сплава состоит из карбида вольфрама. Как и однокарбидных сплавах, предел прочности на сжатие и изгиб повышается с ростом содержания кобальта. Сплавы Т3ОК4 и Т15К6, используются в чистовой и получистовой обработке, а сплавы Т5К10 и Т5К12 подходят для медленной резки и работе с ударными нагрузками.

Характерные особенности и маркировка

Характерной особенностью получения подобных соединений является применение специфических технологических процессов. Таким процессом является специальное прессование. Он осуществляется тщательным перемешиванием металлических порошков с добавлением порошкового кобальта. Затем производится процесс так называемого термического спекания.

Применяют высокотемпературное сплавление специальной шихты. Такая шихта состоит из большого числа компонентов. В нее входят: вольфрам, кобальт, битое стекло, кокс, легирующие добавки, например, хром.

Для идентификации всего многообразия таких соединений, ГОСТ установлена следующая маркировка твердых сплавов. Марки твердых сплавов состоят из заглавных букв русского алфавита и набора цифр. Каждая буква несет свою смысловую нагрузку.

В качестве примера можно привести следующие марки:

Твердый сплав ВК8

Международная классификация ИСО все отечественные сплавы, зарубежные аналоги разделила на области применения. Эта классификация обозначается буквами латинского алфавита, которые указывают на обрабатываемый материал:

• Н – используются для закаленной стали;
• К – для всех видов чугуна;
• М – применяется для нержавеющей стали;
• N –используется для металлов, относящихся к категории цветных металлов или их соединений;
• P –отдельной категории отливок, у которых формируется так называемая сливная стружка;
• S – для металлов и соединений с повышенными жаропрочными характеристиками.

Установка навесного шкафчика

Вначале следует определиться, где именно на стене он будет находиться. Так как шкафчиков несколько, установку следует начинать с самого неудобного, трудно доступного места или от угла. В этом случае имеется больше места для работы.

На стене с помощью уровня проводим горизонтальную линию. На ней отмечаем места установки крепежных элементов: шурупов, винтов, крючков. В стене перфоратором сверлим отверстия; глубина должна быть чуть больше длины крепежного элемента.

В отверстия вставляются пластмассовые дюбели. В их отверстие вкручиваются винты или болты. Их утолщенная часть должна выступать над поверхностью стены на 5-7 мм.

Важная задача после навешивания нескольких шкафчиков — выравнивание. Необходимо добиться того, чтобы все верхние плоскости находились на одном уровне. Для этого элементы крепежа подгибают, используют прокладки.

Чем же так ценится лом твердого сплава

Высокая цена на лом твердосплавов объясняется высокой стоимостью, дефицитом и востребованностью вольфрама. Добыча этого металла дорогая. Гораздо проще и дешевле “изъять” вольфрам из изделия, в котором он содержится. Т.к. этот металл в больших количествах содержится в твердосплавных пластинах,  а пластины на производстве быстро приходят в негодность (не затачиваются, не ремонтируются), т.е. быстро изнашиваются и скапливаются – то получается, что лом твердых сплавов это идеальный и самый доступный источник вольфрама!

Например, компания Sandvik Coromant – изготовитель металлорежущего инструмента – придумала хитрую программу рециклинга: она выдает специальные контейнеры для накопления использованных пластин, а затем просит отсылать эти боксы с твердым сплавом им же на переработку, ссылаясь заботой об экологии и защитой окружающей среды.

Рециклинг от компании Sandvik Coromant

Порошкообразные материалы

Они представлены двумя группами: содержащие и не содержащие вольфрам. В первом случае твердый сплав представлен в виде смеси технического порошкообразного W и ферровольфрама с науглероживающими компонентами. Изготавливался он еще в СССР. Называется этот твердый сплав «вокар». Процесс изготовления материала следующий:

1. Высокопроцентный ферровольфрам и технический порошкообразный W смешиваются с молотым коксом, сажей и прочими аналогичными компонентами.
2. Полученная масса замешивается на сахарной патоке или смоле в густую пасту.
3. Из смеси прессуются брикеты, которые слегка обжигаются. Это необходимо для удаления летучих соединений.
4. Брикеты после обжига размалываются и просеиваются.

Готовый материал, таким образом, имеет вид хрупких черных крупинок. Их величина — 1-3 мм. Отличительной особенностью таких материалов выступает их большой насыпной вес.

Литые соединения

Твердосплавный инструмент, полученный указанным способом, отличается высокой сопротивляемостью к истиранию материалом заготовки и сходящей стружки. Они не теряют своих характеристик при температуре нагрева от 750 до 1100 градусов. Установлено, что изделиями, произведенными путем плавки или литья с добавлением килограмма вольфрама, можно обработать в пять раз больше материала, чем предметами из быстрорежущей стали при таком же содержании W. Одним из недостатков таких соединений выступает их хрупкость. При уменьшении в составе доли кобальта она повышается. Скорость, которой обладают твердосплавные резцы, в 3-4 раза превышает показатели для стали.

Типы твёрдых сплавов[править]

Различают спечённые и литые твёрдые сплавы. Главной особенностью спеченных твердых сплавов является то, что изделия из них получают методами порошковой металлургии и они поддаются только обработке шлифованием или физико-химическим методам обработки (лазер, ультразвук, травление в кислотах и др), а литые твердые сплавы предназначены для наплавки на оснащаемый инструмент и проходят не только механическую, но часто и термическую обработку (закалка, отжиг, старение и др). Порошковые твердые сплавы закрепляются на оснащаемом инструменте методами пайки или механическим закреплением.

Спечённые твёрдые сплавыправить

Композиционные материалы, состоящие из металлоподобного соединения, цементированного металлом или сплавом. Их основой чаще всего являются карбиды вольфрама или титана, сложные карбиды вольфрама и титана (часто также и тантала), карбонитрид титана, реже — другие карбиды, бориды и т. п. В качестве матрицы для удержания зерен твердого материала в изделии применяют так называемую «связку» — металл или сплав. Обычно качестве «связки» используют кобальт, реже — никель, его сплав с молибденом(никель-молибденовая связка).

В России и бывшем СССР для обработки металлов резанием применяются следующие спеченные твердые сплавы:

Российские спеченные твердые сплавы применяемые в современной мировой промышленности:

Маркасплава	WC %	TiC %	TaC %	Co %	Прочность(σ)на изгиб,МПа	Твердость,HRA	Плотность(ρ),г/см3	Теплопроводность(λ),Вт/(м·°С)	Е,ГПа
ВК2	98	—	—	2	1200	91,5	15,1	51	645
ВК3	97	—	—	3	1200	89,5	15,3	50,2	643
ВК3-М	97	—	—	4	1550	91	15,3	50,2	638
ВК4	96	—	—	4	1500	89,5	14,9-15,2	50,3	637,5
ВК4-В	96	—	—	4	1550	88	15,2	50,7	628
ВК6	94	—	—	6	1550	88,5	15	62,8	633
ВК6-М	94	—	—	6	1450	90	15,1	67	632
ВК6-ОМ	94	—	2	6	1300	90,5	15	69	632
ВК8	92	—	—	8	1700	87,5	14,8	50,2	598
ВК8-В	92	—	—	8	1750	89	14,8	50,4	598,5
ВК10	90	—	—	10	1800	87	14,6	67	574
ВК10-ОМ	90	—	—	10	1500	88,5	14,6	70	574
ВК15	85	—	—	15	1900	86	14,1	74	559
ВК20	80	—	—	20	2000	84,5	13,8	81	546
ВК25	75	—	—	25	2150	83	13,1	83	540
ВК30	70	—	—	30	2400	81,5	12,7	85	533
Т5К10	85	6	—	9	1450	88,5	13,1	20,9	549
Т5К12	83	5	—	12	1700	87	13,5	21	549,3
Т14К8	78	14	—	8	1300	89,5	11,6	16,7	520
Т15К6	79	15	—	6	1200	90	11,5	12,6	522
Т30К4	66	30	—	4	1000	92	9,8	12,57	422
ТТ17К12	81	4	3	12	1700	87	13,3
ТТ8К6	84	8	2	6	1350	90,5	13,3
ТТ10К8-Б	82	3	7	8	1650	89	13,8
ТТ20К9	67	9,4	14,1	9,5	1500	91	12,5
ТН-20	—	79	(Ni15%)	(Mo6%)	1000	89,5	5,8
ТН-30	—	69	(Ni23%)	(Mo29%)	1100	88,5	6
ТН-50	—	61	(Ni29%)	(Mo10%)	1150	87	6,2

(Примечание: )

Литые твёрдые сплавыправить

Литые твёрдые сплавы получают методом плавки и литья.
Методом порошковой металлургии. Сначала прессуют в форму будущего изделия (напайки), а потом в печь на некоторое время.

Средние цены

Цена на твердосплавный лом была и остается одной из самых высоких. Лом ВК ТК трудно найти, а наличие в составе большой доли редкого вольфрама повышает спрос.

За последние 5 лет цена за кг лома ВК и ТК увеличилась в среднем на 30% и составляет 800-850 руб. за килограмм.

По регионам этот показатель колеблется с разницей в 50-150 руб.

Максимальные цены предлагают пункты приема в следующих областях:

• Московская;
• Нижегородская;
• Ярославская.

Основные категории лома ВК ТК и их стоимость:

1. Лом ВК ТК, не использованный ранее, без повреждений и потертостей (царапин, вмятин), без засора и следов напая, с максимальным содержанием кобальта до 10 %. Относится к ценному, пункты приема готовы платить за кг 850-900 руб.
2. Лом вольфрамовых штабиков, как результат обработки чистого вольфрама ценится из-за чистоты и прочности, отсутствия посторонних примесей, цена за кг — 850 руб.
3. Лом изделий из твердых сплавов ВК ТК со степенью износа не более 30 %, следами напая оценивается в 800 руб.
4. Лом победита (сплава вольфрама с кобальтом в процентном соотношении 90:10) оценивается в 780-800 руб.
5. Лом сплава ВК8 (используемый для чернового точения, волочения, фрезерования) с массовой долей кобальта 8 %, цена за кг ВК8 — 800 руб.
6. Твердосплавный порошок (ВК8, ВК6, ВК6-ОМ), как разновидность отходов от производства деталей и изделий твердых сплавов принимают дешевле (в зависимости от доли вольфрама и титана), по 700-750 руб.

Разновидность лома	Ограничения и требования к приему	Средняя цена за кг
ВК ТК чистый, не использованный	отсутствие засоров, напая, доля кобальта до 10 %	850-900
Вольфрамовых штабиков	отсутствие загрязнений и засора	850
Изделий ВК ТК	присутствие напая, износ до 30 %	800
Победита	без сильных загрязнений	780-800
Сплава ВК8	без сильных загрязнений	800
Твердосплавный порошок	—	700-750

Минералокерамические материалы

Минералокерамические материалы — это безвольфрамовые сплавы, полученные на основе оксида алюминия, карбида и карбонитрида титана, а также карбида кремния. Сырья для производства этих сплавов в природе очень много, особенно оксида алюминия. Это дешевый и доступный материал, который получают холодным и горячим прессованием.

Минералокерамические твердые сплавы, как и спеченные, получают в виде пластин трех-, пяти-, шестигранной и полукруглой формы и различных размеров методом спекания при температуре 1 720 … 1 750 °С.

В настоящее время минералокерамические твердые сплавы выпускают нескольких групп: микролиты, керметы, керамика на основе карбида титана и нитрида кремния. Пластины из этих материалов обладают твердостью до 94 НRА, теплостойкостью до 1 200 °C, пределом прочности при изгибе σ_и до 700 МПа и пределом прочности при сжатии σ_сж до 3 000 МПа. Они не окисляются, имеют повышенную теплостойкость, износостойкость и не обладают склонностью к слипанию с обрабатываемым материалом. Благодаря этим качествам минералокерамика применяется при чистовом и получистовом точении, при высоких скоростях резания чугуна, углеродистых и легированных сталей без ударов в системе станок — приспособление— инструмент — деталь (СПИД).

Недостатком минералокерамических твердых сплавов является низкая прочность на изгиб и высокая хрупкость. Вследствие этих отрицательных качеств минералокерамические твердые сплавы, несмотря на их низкую стоимость, в машиностроительной практике для обработки металлов резанием широкого применения не находят.

В настоящее время выпускаются следующие марки минералокерамических твердых сплавов: безвольфрамовые сплавы марок ТН-30, ТН-50 (ТУ 48-19-223—76), которые имеют предел прочности при изгибе σ_и = 1 100 … 1 150 МПа, микролит ЦМ332, керметы ВО-13, ВШ-75, оксидно-карбидная керамика ВОК-60, В-3, ВОК-63, ОНТ-20 и керамика на основе нитрида кремния (силинит марки Р).

Изделия из микролита (пластины, фильеры и др.) получают из тонко измельченной шихты путем прессования и спекания в стальных пресс-формах.

Пластины из минералокерамики припаивают медным или латунным припоем или приклеивают специальным клеем к телу резца; применяется также механическое крепление.

В Германии выпускают микролиты марок С-20 и С-40 — так называемую оксидно-карбидную керамику. Эти материалы состоят из мелкодисперсных карбидов вольфрама, спрессованных в оксиде алюминия. Они обладают более высокими механическими свойствами, чем микролит ЦМ322.

Микролит ЦМ332 при чистовом точении можно эксплуатировать на станке, у которого вал (или шпиндель) обеспечивает скорость резания до 3 500 м/мин.

3аточка резцов, оснащенных вставками из микролита, производится на кругах из зеленого карбида кремния. Доводка главной режущей кромки резцов производится на чугунных притирах порошком карбида бора.

Керметы ВО-13, ВШ-75 применяются для чистовой и получистовой обработки незакаленной стали и серых чугунов с высокими скоростями резания (800 … 1 000 м/мин).

Оксидно-карбидная керамика марок ВОК-60, ВОК-63, ОТН-20 применяется для чистовой, получистовой и прерывистой обработки отливок из ковких, высокопрочных чугунов и сталей, закаленных до 30 … 55 НRА, а керамика марок В-3 и ОТН-20 применяется для обработки медных сплавов.

Благодаря высоким эксплуатационным показателям (период стойкости, число повторных заточек режущих кромок, площадь сечения срезаемого слоя (подача, глубина резания), скорость резания) минералокерамические твердые сплавы нашли широкое применение в современном машиностроении.

Просмотров: 1 934

Варианты баков из нержавейки для печи в баню

Характеристики твердых сплавов

Характеристики определяют их свойства и область применения. К ним относятся:

• наименование и процентное содержание химических элементов;
• физические и механические свойства;
• особенности технологических процессов получения;

Химический состав, процентное содержание основных элементов определяется по таблицам ГОСТ.

Производство твердых сплавов

К физико — механическим характеристикам относятся:

• допустимая прочность, которая проверяется при помощи изгиба (изменяется от 1200МПа ВК2, до 2150 МПа для сплава ВК25);
• твердость (возрастает от 89,5HRA — ВК3, достигает величины 91 HRA — ТТ20К9);
• плотность (этот показатель колеблется от 14,9г/см 3 до 15,2г/см 3 );
• реализуемая теплопроводность — около 51 Вт/(м×°С);
• жаропрочность;
• коррозийная стойкость.

Приведенный перечень характеристик позволяет определить область использования.

Химсостав и получение

В состав металла входят:

• W – 91,7%;
• Co – 7,4-8%;
• O – 0,4%;
• C – 0,6-0,66%;
• Fe – 0,3%.

Кобальт используется для связки карбида вольфрама. Это металл, по внешнему виду похожий на феррум, но оттенок его темнее. Применение его в составе делает сплав более тягучим и прочным. Карбид вольфрама – это химическое соединение вольфрама и углерода.

В состав сплава ВК8 входят мелкие фракции карбидного соединения и кобальта, что позволяет считать материал продуктом порошковой металлургии. Для их получения необходимо произвести несколько действий:

• измельчить шихту;
• разделить ее на фракции;
• смешать фракции в необходимых пропорциях;
• сформовать с помощью пресса и клеящего состава заготовки;
• обработать при нагрузке 30 МПа и температуре 1400 градусов.

В результате из кобальта выделяется влага, которая смачивает деталь, а при кристаллизации данного элемента происходит соединение карбидных частиц. Структура характеризуется прочностью и износостойкостью.

Регулировка

Порошкообразные материалы

Они представлены двумя группами: содержащие и не содержащие вольфрам. В первом случае твердый сплав представлен в виде смеси технического порошкообразного W и ферровольфрама с науглероживающими компонентами. Изготавливался он еще в СССР. Называется этот твердый сплав “вокар”. Процесс изготовления материала следующий:

1. Высокопроцентный ферровольфрам и технический порошкообразный W смешиваются с молотым коксом, сажей и прочими аналогичными компонентами.
2. Полученная масса замешивается на сахарной патоке или смоле в густую пасту.
3. Из смеси прессуются брикеты, которые слегка обжигаются. Это необходимо для удаления летучих соединений.
4. Брикеты после обжига размалываются и просеиваются.

Готовый материал, таким образом, имеет вид хрупких черных крупинок. Их величина – 1-3 мм. Отличительной особенностью таких материалов выступает их большой насыпной вес.