 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Особливості термічного оброблення спечених твердих сплавів
|
|
Багатокомпонентний склад твердих сплавів обумовлює складність проведення будь якого термічного оброблення. Термічний вплив на твердий сплав суттєво змінює морфологію, структуру і склад як карбідів так і металевої зв’язки [1]. Розуміти і керувати цими перетвореннями – головне завдання фізичного металознавства і фізичної хімії металургійних процесів.
На можливість термообробки вольфрамових твердих сплавів вказує зміна, з ростом температури, розчинності карбіду вольфраму у кобальті в твердому стані і наявність алотропічного перетворення кобальтової фази [2]. Щетіліна Е.А. та Туманов В.А. досліджували зміну властивостей твердих розчинів вольфраму і вуглецю у кобальтовій фазі під впливом термообробки для однофазних, з вмістом 0,15-9,5 % WC, а також двофазних з 50 % WC, при різних режимах термообробки [3]. Закономірних змін твердості, модулю пружності, коерцитивної сили, питомого електричного опору та магнітної проникності автори не виявили і зробили висновок о недоцільності термічної обробки сплавів WC-Co із вмістом вуглецю, що відповідає з’єднанню карбід вольфраму. Чапорова І.Н. досліджувала двофазові сплави, що містять 3–25 % Co [4]. Вони показали, що при повільному охолодженні концентрація вольфраму в кобальтовій фазі знижується, а при швидкому – зростає. Це підтверджується дослідженнями системи Co–C, коли швидкісний нагрів з наступним охолодженням викликає збільшення розчинності вуглецю у кобальті в 16 разів [5]. Період гратки кобальтової фази менше, у випадку повільного охолодження зразка. Для великозернистих сплавів (~4 мкм) показано, що при швидкому охолодженні σзг зростає, а ударна в’язкість залишається в тих самих межах, що і при повільному охолодженні. Це пояснюється тим, що для великозернистих сплавів, які мають відносно великі включення кобальтової фази, фіксація високого вмісту вольфраму при гартуванні сприяє підвищенню її твердості і виявляється корисною для сплаву в цілому.
Дані дослідження дозволили виявити основні фактори впливу термообробки на експлуатаційні властивості сплавів WC-Co:
зміна величини і знаку макронапружень II роду у поверхневому шарі зразка (напруження розтягування змінюються на напруження стискування після термообробки);
збільшення фазових мікронапружень у карбідній фазі;
додаткове розчинення карбіду вольфраму в кобальті.
При цьому автори відзначають, що міжфазна і контактна поверхня, відносна доля контактної поверхні, величина і форма зерен вольфраму у термооброблених сплавів суттєво не змінюються і не можуть впливати на рівень властивостей сплаву, що суперечить даним Лошака М.Г. [6].
На основі цих даних, можна зробити висновок, що ефективній термічній обробці можуть піддаватися лише сплави з високим вмістом вольфраму у кобальтовій фазі (низьковуглецеві). Третьяков В.І. узагальнив всі дані по термообробці сплавів WC-Co, вважає недоцільним її проведення у промисловому масштабі [7].???
Серед безвольфрамових твердих сплавів перспективними, з точки зору термічної обробки, є тверді сплави на основі карбіду титану зі сталевою зв’язкою [8]. Випускаються вони під марками «феротік», «феротикар», «феротитаніт» і містять ~33 % карбіду титану і ~67% зв’язки з вуглецевої, легованої інструментальної або швидкорізальної сталі. Висока кількість сталевої зв’язки дає можливість піддавати такі сплави механічній обробці після відпалу.
Тверді сплави карбід титану — сталь отримують двома способами:
1) за традиційною технологією виробництва твердих порошкових сплавів – холодне пресування – спікання;
2) методом просочення пористого (50 об.%), заздалегідь спеченого при температурі 1500 0С, протягом 1—2 годин, карбідного каркасу розплавом сталі відповідної марки.
Найчастіше застосовується перший метод зважаючи на його більшу гнучкість і кращу адаптацію до умов масового виробництва.
Після спікання або просочення тверді сплави карбід титану — сталь відпалюють в середовищі водню, інертного газу або у вакуумі при температурі 840 —1200 °С протягом 2 годин. Після цього охолоджують із швидкістю 10 0С/год до температури 700 °С, а потім з будь-якою швидкістю — до кімнатної температури. В результаті відпалу твердий сплав набуває твердість НRС = 38...42. При такій твердості твердий сплав піддається механічній обробці звичайними методами: свердлінням, точінням, фрезеруванням, струганням.
Після механічної обробки тверді сплави карбід титана— сталь піддають гартуванню і відпуску по режимах термообробки тієї сталі, з якої складається зв’язка. Після термообробки тверді сплави карбід титану — сталі набувають твердість НRС = 68...70.
Список літератури:
1. Богодухов С. И., Шеин Е. А., Голявин К. А. Изменение структуры твердого сплава системы WС-Co при термической обработке // Сб. трудов Международной научной конференции «Инновационная деятельность предприятий по исследованию, обработке и получению современных конструкционных материалов и сплавов», 2008, Орск
2. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. Учебное пособие для вузов / Панов В.С, Чувилин А.М. – М.: «МИСИС», 2001. – 428 с.
3. Туманов В.И. Свойства сплавов системы карбид вольфрама–карбид титана–карбид тантала (ниобия)–кобальт.– М.: Металлургия, 1973.– 127 с.
4. Чапорова И.Н., Чернявский К.С. Структура спеченных твердых сплавов.– М.: Металлургия, 1975.– 248 с.
5. Салли И.В. Кристаллизация при сверхбольших скоростях охлаждения. Киев: Наукова думка, 1972. 135 с.
6. Лошак М.Г. Прочность и долговечность твердых сплавов. Киев: Наук. думка, 1984.– 328 с.
7. Третьяков В.И., Клячко Л.И. Твердые сплавы, тугоплавкие металлы, сверхтвердые материалы.– М.: ГУП Изд-во Руда и металлы, 1999. – 264 с.
8. Технология порошковой металлургии / А.Н. Степанчук, И.И. Билык, П.А. Бойко.– К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989. – 415 с.
6. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПОРОШКОВИХ ТІЛ ТА МЕТОДИ ЇХ ВИЗНАЧЕННЯ
Дата публикования: 2014-11-19; Прочитано: 511 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
