Твёрдые сплавы (стр. 1 из 3)
Твёрдые сплавы
[править]
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(Перенаправлено с Твердые сплавы)
Текущая версия (не проверялась)
Перейти к: навигация, поиск
Твёрдые сплавы — твёрдые и износостойкие металлические материалы, способные сохранять эти свойства при 900—1150°С. В основном изготовляются на основе карбидов вольфрама, титана, тантала, хрома при различном содержании кобальта или никеля.
Содержание [убрать]
|
[править] Типы твёрдых сплавов
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.
Так же твердые сплавы различают по металлам карбидов, в них присутствующих: вольфрамовые — ВК2, ВК3,ВК3М, ВК4В, ВК6М, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25; титано-вольфрамовые — Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В; титано-тантало-вольфрамовые — ТТ7К12, ТТ10К8Б.Безвольфрамовые ТНМ20, ТНМ25, ТНМ30
[править] Свойства твёрдых сплавов
Пластинки из твердого сплава имеют HRA 86-92 обладают высокой износостойкостью и красностойкостью (800—1000°С), что позволяет вести обработку со скоростями резания до 800 м/мин.
[править] Спечённые твёрдые сплавы
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 в качестве «связки» используют кобальт (кобальт является нейтральным элементом по отношению к углероду, он не образует карбиды и не разрушает карбиды других элементов), реже — никель, его сплав с молибденом (никель-молибденовая связка).
[править] Получение твердых сплавов методом порошковой металлургии
- Получение порошков карбидов и кобальта методом восстановления из оксидов.
- Измельчение порошков карбидов и кобальта (производится на шаровых мельницах в течение 2-3 суток) до 1-2 микрон.
- Просеивание и повторное измельчение при необходимости.
- Приготовление смеси (порошки смешивают в количествах, соответствующих химическому составу изготавливаемого сплава).
- Холодное прессование (в смесь добавляют органический клей для временного сохранения формы).
- 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.
[править] Номенклатура спеченных твердых сплавов
В России и бывшем СССР для обработки металлов резанием применяются следующие спеченные твердые сплавы:
Российские спеченные твердые сплавы применяемые в современной мировой промышленности:[скрыть]
| Марка | 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 |
| 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 |
(Примечание:)
[править] Разработки
 | В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. |
В настоящее время в отечественной твердосплавной промышленности проводятся глубокие исследования, связанные с возможностью повышения эксплуатационных свойств твердых сплавов и расширением сферы применения. В первую очередь эти исследования касаются химического и гранулометрического состава RTP(ready-to-press) смесей. Одним из удачных примеров за последнее время можно привести сплавы группы ТСН (ТУ 1966—001-00196121-2006), разработанных специально для рабочих узлов трения в агрессивных кислотных средах. Данная группа является логическим продолжением в цепочке сплавов ВН на никелевой связке, разработанных Всероссийским Научно-Исследовательским Институтом Твердых Сплавов. Опытным путём было замечено, что с уменьшением размера зерен карбидной фазы в твердом сплаве, качественно повышаются такие характеристики, как твердость и прочность. Технологии плазменного восстановления и регулирования гранулометрического состава в данный момент позволяют производить твердые сплавы размеры зерен (WC) в которых могут быть менее 1 микрона. Сплавы ТСН группы в настоящий момент находят широкое применение в производстве узлов химических и нефтегазовых насосов отечественного производства.
[править] Литые твёрдые сплавы
Литые твёрдые сплавы получают методом плавки и литья. Методом порошковой металлургии. Сначала прессуют в форму будущего изделия (напайки), а потом помещают в печь на некоторое время.
[править] Применение
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.
- Газотермическое напыление износостойких покрытий
[править] См. также
Спечённые материалы
Сплавы хром-кобальт-молибденовые
[править] Литература
- Конструкционные материалы. Под ред, Б. Н. Арзамасова. Москва, изд «Машиностроение», 1990.
- Технология конструкционных материалов. Под ред. А. М. Дальского. Москва, изд «Машиностроение», 1985.
