22. Твердые сплавы.

Твердые сплавы - это особого класса износостойкие материалы с весьма большой твёрдостью, незначительно меняющуюся при нагреве.

Примечание:

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. Твердые сплавы различают в них присутствующих металлам карбидов:

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

Область и условия применения

Твердые сплавы и металлокерамику используют при обработке резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов.

Их изготовляют на основе тугоплавких карбидов, обладающих высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, жаростойкостью. Эти свойства сохраняются достаточно высокими при нагреве до 800—1000 °С. По способу производства твердые сплавы делят на литые и металлокерамические, получаемые спеканием порошков карбидов вольфрама, титана и тантала с кобальтом. Последний вводят для придания сплавам вязкости.

Литые твердые сплавы изготовляют в виде специальных электродов ГОСТ 10051—75 , пригодных для наплавки (наварки) на инструмент или детали. Сплавы В2К, ВЗК (стеллиты), сормайт относят к литым сплавам. Стеллиты представляют собой сплавы на основе вольфрама, хрома и кобальта. Эти сплавы наплавляют на рабочую поверхность новых или изношенных деталей и инструментов: штампов, ножей для резания металла, центров токарных станков и др. Наплавку осуществляют с помощью ацетиленокислородного пламени или электрической дуги. Наплавленный слой стеллита имеет структуру эвтектики, состоящей из твердого раствора и карбидов хрома. Механические свойства наплавленного слоя будут тем выше, чем больше скорость его охлаждения, так как зерна будут получаться мельче. Наплавленный слой термической обработке, не подвергают. Детали или инструмент, предназначенные для наплавки, изготовляют из углеродистой стали, этим достигается экономия дорогостоящих легированных сталей. Наплавлять указанные сплавы можно как на стальные, так и на чугунные детали.

Пластифицированные твердые сплавы применяют для изготовления сложных по форме инструментов (сверл, зенкеров, разверток и т. п.), а также инструментов небольших размеров, которые трудно оснастить пластинками из твердого сплава. Пластифицированным твердым сплавом называют спрессованный порошок, погруженный в кипящий парафин при температуре 400° С и составляющий с ним после остывания однородную массу. Брикеты из пластифицированного твердого сплава легко поддаются обработке резанием, прессованию и выдавливанию через фасонные фильеры. Изготовленный одним из этих методов инструмент подвергают спеканию в специальных печах при температуре 1300°С. После спекания инструмент, обладающий необходимой твердостью, подвергают чистовой обработке и затачиванию. Режущий ин­струмент, изготовленный из пластифицированного твердого сплава, обеспечивает более высокое качество обработанных поверхностей изделия, по сравнению с инструментом, оснащенным пластинками твердого сплава.