Смекни!
smekni.com

Твердые и сверхтвердые сплавы (стр. 2 из 3)

Ввиду довольно значительного расплавления основного металла угольной дугой первый слой наплавки не обеспечивает необходимых свойств и обладает недостаточной твёрдостью, поэтому наплавку сталинита ведут в два, а иногда и в три слоя. По окончании наплавки слоя, не давая ему остыть, на него насыпают новый слой сталинита и производят наплавку. По окончании наплавки детали нужно дать замедленное охлаждение во избежание образования трещин в наплавленном слое, для чего горячую деталь помещают в золу, сухой песок, хлопья асбеста, слюды и т. п.

Спечённые твёрдые сплавы

Получение твердых сплавов методом порошковой металлургии

Производство металлокерамических твердых сплавов относится к области порошковой металлургии. Порошки карбидов смешивают с порошком кобальта. Из этой смеси прессуют изделия требуемой формы и затем подвергают спеканию при температуре, близкой к температуре плавления кобальта. Так изготовляют пластинки твердого сплава различных размеров и форм, которыми оснащаются резцы, фрезы, сверла, зенкеры, развертки и др. Пластинки твердого сплава крепят к державке или корпусу напайкой или механически при помощи винтов и прижимов. Наряду с этим в машиностроительной промышленности применяют мелкоразмерные, монолитные твердосплавные инструменты, состоящие из твердых сплавов. Их изготовляют из пластифицированных заготовок. В качестве пластификатора в порошок твердого сплава вводят парафин до 7-9 %. Из пластифицированных сплавов прессуют простые по форме заготовки, которые легко обрабатываются обычным режущим инструментом. После механической обработки заготовки спекают, а затем шлифуют и затачивают. Из пластифицированного сплава заготовки монолитных инструментов могут быть получены путем мундштучного прессования. В этом случае спрессованные твердосплавные брикеты помещают в специальный контейнер с твердосплавным профилированным мундштуком. При продавливании через отверстие мундштука изделие принимает требуемую форму и подвергается спеканию. По такой технологии изготовляют мелкие сверла, зенкеры, развертки и т. п. Монолитный твердосплавный инструмент может также изготовляться из окончательно спеченных твердосплавных цилиндрических заготовок с последующим вышлифовыванием профиля алмазными кругами.

1.Получение порошков карбидов и кобальта методом восстановления из оксидов.

2.Измельчение порошков карбидов и кобальта (производится на шаровых мельницах в течение 2-3 суток) до 1-2 микрон.

3.Просеивание и повторное измельчение при необходимости.

4.Приготовление смеси (порошки смешивают в количествах, соответствующих химическому составу изготавливаемого сплава).

5.Холодное прессование (в смесь добавляют органический клей для временного сохранения формы).

6.Спекание под нагрузкой (горячее прессование) при 1400 °C (при 800—850°С клей сгорает без остатка). При 1400 °C кобальт плавится и смачивает порошки карбидов, при последующем охлаждении кобальт кристаллизуется, соединяя между собой частицы карбидов.

Номенклатура спеченных твердых сплавов

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

Российские спечённые твёрдые сплавы, применяемые в современной мировой промышленности:

Марка

сплава

WC % TiC % TaC % Co % Прочность на изгиб (σ), МПа Твёрдость, HRA Плотность (ρ), г/см3 Теплопроводность (λ), Вт/(м·°С) Модуль Юнга (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
ТТ7К12 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

Литые твёрдые сплавы

Литые твёрдые сплавы получают методом плавки и литья

Литые (наплавочные) твердые сплавы применяются для наплавки (покрытия) в расплавленном состоянии (с помощью газа или дуги) рабочих поверхностей быстроизнашивающихся деталей машин, приспособлений, инструментов с целью повышения их износоустойчивости и коррозийной стойкости.

Литые сплавы получаются в виде прутков диаметром 5- 7 мм, длиной 200-300 мм, которые затем при помощи газа наплавляются на режущие кромки или поверхности деталей, подвергающихся износу.

К этой группе относятся стеллиты и стеллитоподобные сплавы. Стеллиты представляют собой сплавы кобальта с содержанием вольфрама, хрома и углерода. В стеллитоподобных сплавах кобальт заменен железом, а вольфрам отсутствует.

Наплавка твёрдых сплавов производится преимущественно газовой ацетилено-кислородной горелкой и ведётся, как правило, в два, а иногда и в три слоя. Необходимость многослойной наплавки диктуется следующим: при наложении первого слоя наплавка представляет собой сплав твёрдого сплава с расплавленным основным металлом, поэтому такой сплав обладает пониженными твёрдостью и износоустойчивостью и не обеспечивает получения механических свойств чистого твёрдого сплава. Поэтому первый наплавленный слой обычно не может служить рабочей поверхностью, а является лишь подкладкой для нанесения второго слоя, который будет представлять собой почти чистый твёрдый сплав и обладать необходимыми механическими свойствами. В некоторых особо ответственных случаях прибегают к наплавке третьего слоя, представляющего собой практически уже чистый переплавленный твёрдый сплав.

Электродные сплавы представляют собой куски электродной проволоки, обмазанные специальными легирующими обмазками. Эти сплавы наплавляются с помощью электродуги.

Подобные электроды дают удовлетворительную наплавку в тех случаях, когда не предъявляется высоких требований к твёрдости и износостойкости наплавленного слоя.

Применение и разработки

Применение. В современной технике получают широкое распространение и быстро совершенствуются твёрдые Сплавы. Развитие техники применения твёрдых сплавов идёт по двум направлениям: с одной стороны, совершенствуются и улучшаются составы твёрдых сплавов и технология их производства, с другой стороны, совершенствуется техника нанесения твёрдых сплавов на изделия.

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