Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Твердые (металлокерамические) сплавы

 

      Металлокерамические твердые сплавы характеризуются высокими физико-механическими свойствами: твердостью, износо- и теплостойкостью. Твердость этим сплавам придают карбиды вольфрама и титана, а вязкость — связующий металл кобальт. В последние годы для придания твердым сплавам большей вязкости применяют редкий элемент тантал.

      По способу производства твердые сплавы подразделяются на: спекаемые, литые и порошкообразные.

      Спекаемые твердые металлокерамические сплавы получили наибольшее распространение. Они изготовляются способом порошковой металлургии — прессованием порошков карбидов вольфрама или титана и последующим их спеканием. Карбид титана имеет более высокую твердость, чем карбид вольфрама, и отличается большей хрупкостью.

      По составу различают три группы металлокерамических твердых сплавов:

  1. однокарбидные — вольфрамовые (ВК);
  2. двухкарбидные — титановольфрамовые (ТК);
  3. титанотанталовольфрамовые (ТТК).

      К вольфрамовым относятся сплавы марок ВК2, ВКЗМ, ВК4, ВК6, ВК8, ВК10, ВК15 и др. Деление па марки производится в зависимости от содержания кобальта. Так, марка сплава ВКЗ содержит 3% кобальта, ВК8 — 8% кобальта и т.д.

      НИИ твердых сплавов разработал марки твердых сплавов: ВК4, ВК4В, ВК6В, ВК6М, ВК8В, обладающие лучшими эксплуатационными свойствами. 

      К сплавам вольфрамотитанокобальтовой группы относятся Т5К10, Т14К8, Т15К6, Т15К6Т, Т30К4, Т60К6. Деление на марки этих сплавов производится в зависимости от содержания карбидов титана. Так, в сплаве марки Т30К4 —30% карбидов титана, в сплаве марки Т60К6 — 60% карбидов титана и т. д.

      Кроме стандартных марок сплавов, выпускаются новые сплавы с повышенной ударной вязкостью марок ВК11В, ВК20В, ВК25В,  ВК30В. Данные марки успешно применяются для армирования различной технологической оснастки, в том числе и штампов.

      В свое время институт металлокерамики и специальных сплавов разработал новые марки твердых сплавов на основе карбида хрома.

      Цементирующим металлом является никель (5—40%). Карбидохромовые сплавы по твердости не уступают сплавам марки ВК, но имеют значительно меньшие модуль упругости и прочность на изгиб, немагниты, характеризуются стойкостью против коррозии и окисления, хрупкостью, небольшой плотностью (в 2 раза легче сплавов марки ВК). Коэффициенты линейного расширения карбидохромовых сплавов и инструментальной стали очень близки, что очень важно при креплении твердосплавных пластинок в оправках, держателях и т. п. Стоимость изделия из карбидохромовых сплавов в 2—4 раза меньше, чем из сплава марки ВК.

      Твердые спекаемые сплавы широко применяются для изготовления штампов, волочильных волок, режущего и других видов инструмента и оснастки.

      Литые твердые сплавы — стеллиты представляют собой сплавы на основе кобальта, в состав которых входят вольфрам, хром и угле-
род; применяются они в виде заготовок диаметром 3—7 мм и длиной 250—400 мм.

      Сплавы, в состав которых вместо кобальта введено железо, а вольфрам отсутствует, называются сормайтами. Они характеризуются большей хрупкостью, чем стеллиты. Отечественная промышленность выпускает стеллиты марок В2К и ВЗК, а также сормайты №1 и №2. Стеллиты применяются для повышения износостойкости путем их наплавки на рабочие кромки инструмента или на трущиеся части быстроизнашивающихся деталей машин. Наплавку ведут с помощью ацетиленокислородного пламени или электрической дуги. 

      К порошкообразным твердым сплавам относятся: 1) сталинит, в состав которого входят порошки из феррохрома, ферромарганца, чугунной стружки и кокса, и 2) вокар—порошки из вольфрама и углерода. Применяются они как заменители стеллита для наварки деталей с целью повышения их износостойкости.

      Электродные твердые сплавы применяются для тех же целей, что и порошкообразные. Они используются в виде электродов диаметром 3-6 мм, обмазанных составом, состоящим из графита, ферросплава, карбида бора, мела, плавикового шпата и др.

      Применение твердых сплавов в качестве инструментального материала дает большой экономический эффект. Обладая высокой твердостью и износоустойчивостью, твердые сплавы позволили повысить в несколько раз скорость резания при механической обработке металлов и неметаллических материалов, получить высокую чистоту обрабатываемых поверхностей, длительное время работать без переточки.

      При использовании твердых сплавов для изготовления технологической оснастки достигают высокой производительности и длительности работы оборудования. Стойкость штампов, пресс-форм, высадочного инструмента и другого инструмента, оснащенных твердыми сплавами, в 30—100 раз превышает их стойкость при изготовлении из инструментальных сталей.

     НИИ твердых сплавов разработал способ получения так называемых пластифицированных заготовок твердосплавного фасонного инструмента. Такие заготовки выпускаются из мелкозернистых сплавов марок ВК6М, ВК10М, ВК15М, ВК20М в виде стержней, цилиндров, дисков, брусков и плиток. Обработку пластифицированных заготовок можно производить на обычном металлорежущем оборудовании остро заточенным инструментом. Пластифицированные заготовки все шире применяются для изготовления цельнотвердосплавных фрез, штампов, сверл и других фасонных инструментов.

      Твердые сплавы нашли также широкое применение в горной нефтяной, газовой промышленности, на предприятиях стройиндустрии и т. п. Это дало возможность в 2-4 раза повысить производительность труда, увеличить стойкость инструментов в 15—25 paз и значительно сократить эксплуатационные расходы по инструменту.

      При выборе марки твердого сплава необходимо учитывать:

  1. физико-механические свойства сплава;
  2. свойства обрабатываемого материала;
  3. условия и вид обработки (точение, сверление, фрезерование)
  4. возможности и состояние станка;
  5. требования, предъявляемые к точности и чистоте обработки

 

 

Опубликовать в социальных сетях