Твёрдые сплавы

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]
  • 1 Типы твёрдых сплавов
    • 1.1 Свойства твёрдых сплавов
    • 1.2 Спечённые твёрдые сплавы
      • 1.2.1 Получение твердых сплавов методом порошковой металлургии
      • 1.2.2 Номенклатура спеченных твердых сплавов
    • 1.3 Разработки
    • 1.4 Литые твёрдые сплавы
  • 2 Применение
  • 3 См. также
  • 4 Литература

[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

  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.

[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
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
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.


Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.