Твёрдые сплавы
Твёрдые сплавы — твёрдые и износостойкие металлические материалы, способные сохранять эти свойства при 900—1150°С. В основном изготовляются на основе карбидов вольфрама, титана, тантала при различном содержании кобальта.
Типы твёрдых сплавов[править | править код]
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 сплавы[править | править код]
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:
Марка сплава |
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 сплавы[править | править код]
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.
Применение[править | править код]
Твердые сплавы ввиду своей высокой твердости применяются в следующих областях:
- Обработка резанием конструкционных материалов: резцы, фрезы, сверла, 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.).
- Горнодобывающее оборудование: напайка спеченных и наплавка литых твердых сплавов.
- Производство износостойких подшипников: шарики, ролики, обоймы и напыление на сталь.
- Рудообрабатывающее оборудование: оснащение рабочих поверхностей.
См. также[править | править код]
Литература[править | править код]
- Конструкционные материалы. Под ред, Б. Н. Арзамасова. Москва, изд «Машиностроение», 1990.