Твёрдые сплавы и керамика

Твёрдые сплавы - это материалы, состоящие из зёрен карбидов или карбонитридов тугоплавких металлов, соединённых металлической связкой.

Режущая керамика состоит только из твёрдых химических соединений. Основной метод изготовления изделий из этого материала - это порошковая металлургия. Основными средствами порошковой металлургии является получение порошков, приготовление смесей, формирование смесей и спекание. Основной компонент - карбид вольфрама. Металлургический вольфрам получают в две стадии: сначала разлагается вольфрамовая кислота и образуется оксид вольфрама, который затем восстанавливается в водородной среде.

Оксид алюминия Al₂O₃ основа многих видов керамики и получается из бокситов и глинозёма. Наиболее распространённый метод приготовления смеси это размол в шаровых мельницах. Во время размола смесь перемешивается, а тонкость помола определяется временем измельчения и доходит до пяти суток.

Наиболее распространённой технологией порошковой металлургии является прессование в пресс формах. Давление прессования 500-600 МПа. При прессовании качество зависит от равномерности и плотности смеси по объёму. Порошки имеют маленькую пластичность, и это усложняет прессование. При прессовании крупных изделий, эти изделия прессуют с двух сторон и дополнительно в состав вводят пластификаторы (каучук, парафин и т.д.)

Спекание - это заключительная операция, при которой пористое порошковое вещество превращается в малопористое или безпористое. Нормальной считается пористость 0,5%.

Твёрдые сплавы.

Высокая твёрдость, теплостойкость до 1100⁰С, скорость резания до 300 м/мин

ВК - вольфрамокобальтовые сплавы

ТК - титано вольфрамокобальтовые сплавы

ТТК - титано-тантало - вольфрамокобальтовые сплавы

ТН, КНТ - безвольфрамовые сплавы

Сплавы первой группы обладают наибольшей прочностью, теплостойкостью около 900⁰С.

Режущая керамика.

Широко используется как конструкционный материал и имеют особые химические,

фрикционные и теплофизические свойства. В отличие от твёрдых сплавов керамика не содержит металлической связки, теплостойкость до 1400⁰С, скорость резания до 600 м/мин. Основной недостаток керамики - хрупкость.

Применение инструментальных материалов.

Выбор инструментального и любого другого материала определяется его основными и технологическими свойствами, условиями обработки и областью применения. Не меньшее значение имеет конструкция изделия.

Область инструментальных сталей определяется их отличием от других материалов и возможностью изменения свойств за счет термообработки. После отжига эти материалы сами легко обрабатываются, а после упрочнения они приобретают способность к резанию.

Образивы предназначены для шлифования и полирования самых различных материалов. Они могут быть порошком, кругами, брусками, шлифовальной шкуркой, в которой порошки соединены связкой.

Электрокарунд получают плавкой из боксита или глинозема. Применение: для изготовления кругов на органические связки, микропорошков и т.д. Допускают обработку практически любых материалов

Цветные металлы и сплавы.

Медь обладает высокой пластичностью, высокой тепло и электропроводностью. Плотность меди 8,9 г/см^3.

Медь широко применяется в электротехнической промышленности и используется как полуфабрикат при выплавке стали.

Марки меди:

М0 - 99,95% меди

М1 - 99,9% меди

М2 - 99,7% меди

М3 - 99,5% меди

М4 - 99,00% меди

Практически все примеси ухудшают электропроводность меди. Чистая медь из-за низкой прочности в машиностроении широко не применяется. В основном применяются сплавы с цинком, оловом, алюминием, кремнием и т.д.

Сплавы меди с цинком называются латунями, сплавы меди с оловом - свинцом, с кремнием и алюминием и другими материалами называют бронзы.

Алюминий относится к легким металлам, хорошо сопротивляется коррозии. Кремний и железо в его составе повышает прочность, но снижает пластичность. Алюминий марок Al 00, Al 0 применяется для изготовления фольги и покрытий в электропромышленности. Алюминий других марок как конструкционный материал.

Дюралюминий - это сплав алюминия, меди и марганца. Маркируется "Д". Допускает термообработку и естественное старение. Поставляется в виде профилей, прутков, листов и т.д.