17.09.2019
На сегодняшний день услуги профессионального клининга пользуются большим спросом среди разнообразных коммерческих учреждений и...


17.09.2019
На сегодняшний день многие люди относятся к подоконнику как к чему-то само собой разумеющемуся и применяют его, как максимум, в...


17.09.2019
На сегодняшний день автоматизация производственных процедур является важнейшим этапом развития любой компании. Ленточный конвейер...


17.09.2019
Мебель из дерева издревле является наиболее популярной. Известно, что даже трон у египетского Фараона был выполнен из массива...


17.09.2019
В нынешнем темпе жизни городского жителя, очень часто можно наблюдать картину, когда окружающая среда настолько начинает влиять...


16.09.2019
Выбор букмекерской конторы – важный этап, без правильного прохождения которого успешная и длительная игра на ставках будет просто...


Основные свойства твердых сплавов

23.07.2019

Области применения металлокерамических твердых сплавов обусловливаются их физико-механическими свойствами, которые могут меняться в определенных пределах в зависимости от химического состава сплава и ряда других факторов. Основными свойствами твердых сплавов, определяющими области их применения, являются твердость, прочность и пластичность. Кроме того, большое влияние на их применение в различных условиях оказывают теплопроводность и коэффициент линейного расширения Особо важное значение имеют такие свойства, как износостойкость и режущая способность.

Пластичность — свойство тел при воздействии на них нагрузок сохранять остаточную деформацию после устранения действовавших сил. Большой недостаток металлокерамических твердых сплавов — их малая пластичность. Она понижается с уменьшением содержания цементирующей фазы в сплаве, т. е. зависит в основном от химического состава сплава. Благодаря малой пластичности твердые сплавы относятся к хрупким сплавам и плохо переносят удары, переменные нагрузки, вибрации и неравномерные припуски на обработку (при резании металлов). С изменением температуры меняется пластичность сплавов. Так, например, титановольфрамовые сплавы с увеличением температуры имеют повышенную величину ударной вязкости по сравнению с вольфрамовыми сплавами и сохраняют эту величину при высокой температуре. Такое обстоятельство имеет большое значение для эксплуатации металлорежущего инструмента, работающего при высоких температурах. Это явление в некоторой степени объясняет то, что при низких скоростях резания титановольфрамовые сплавы работают хуже, чем при высоких. Малую пластичность твердых сплавов всегда следует учитывать при конструировании и эксплуатации инструмента и деталей машин, оснащенных твердыми сплавами.

Износостойкость — особый вид остаточной деформации поверхностей металлических изделий и деталей, обусловливаемый трением о соседние (сопряженные) детали.

Износостойкость твердых сплавов зависит в основном от тех же факторов, что и твердость, и является свойством, почти параллельным твердости. Высокая износостойкость твердого сплава по сравнению с другими материалами, применяемыми в тех же условиях, часто является незаменимым качеством. Она обусловливает применение твердого сплава в качестве инструментального материала для изготовления различных видов режущего инструмента, а также в качестве конструкционного материала для деталей машин и механизмов, подвергающихся по роду своей работы сильному износу. Изнашивание металлов при взаимном трении происходит в результате следующих явлений:

а) хрупкого скалывания частиц трущихся поверхностей;

б) смятия поверхностей;

в) химического взаимодействия трущихся поверхностей деталей.

В большинстве случаев все указанные факторы действуют одновременно, но обычно преобладает один из них в зависимости от химического состава сплава. Вообще же износостойкость твердого сплава зависит от химического состава сплава, величины зерен карбидной фазы и условий работы инструмента (деталей). Абсолютные значения износостойкости получить весьма трудно, поэтому она определяется сравнительными данными в каждом конкретном случае в зависимости от вида и условий износа.

В пределах одной группы сплавов износостойкость повышается с увеличением содержания карбидной фазы и повышением дисперсности структуры сплава. Титановольфрамовые сплавы, содержащие малый процент цементирующего металла, изнашиваются в большинстве случаев в результате хрупкого скалывания. Сплавы вольфрамовой группы с высоким содержанием цементирующего металла изнашиваются в основном вследствие пластической деформации связки.

При обработке металлов резанием большое влияние на процесс износа твердого сплава оказывает его слипаемость с обрабатываемым материалом. Слипаемость, или схватывание, происходит в результате приваривания стружки обрабатываемого материала к твердому сплаву в процессе резания. Образующиеся наросты в дальнейшем отрываются от твердого сплава вместе с его частицами. В результате этого режущие кромки инструмента получаются с большими неровностями, что приводит к резкому износу твердого сплава. Этим явлением объясняется то, что титановольфрамовые сплавы обладают большей износостойкостью при обработке стали, чем вольфрамовые, и меньшей склонностью к образованию лунки на передней поверхности инструмента, так как при резании стали титановольфрамовыми сплавами наблюдается меньшая слипаемость и пониженная прочность приваренных частиц обрабатываемого материала. Износостойкость титановольфрамовых сплавов выше, чем вольфрамовых.

Теплопроводность — процесс распространения тепла в неравномерно нагретом теле, обусловленный передачей энергии между непосредственно соприкасающимися частями тела.

Теплопроводность — важное свойство твердых сплавов и играет большую роль при их эксплуатации. Твердые сплавы работают в условиях трения о них других обрабатываемых материалов. В результате образуется тепло, которое при хорошей теплопроводности отводится от места контакта обрабатываемого материала с твердым сплавом. Большое влияние теплопроводность оказывает на обработку резанием металлов, дающих сливную стружку, т. е. такую стружку, которая в процессе резания непрерывно трется о твердый сплав. Если твердый сплав отличается малой теплопроводностью, то выделяющееся в процессе резания тепло сосредоточивается на режущей кромке инструмента и стружки. В этом случае стружка размягчается и мало изнашивает сплав, но режущая кромка инструмента сильно нагревается и соответственно быстро изнашивается. Поэтому теплопроводность должна иметь определенное оптимальное значение, обеспечивая наилучшие режущие свойства сплава. В пределах одной группы сплавов теплопроводность зависит от количества карбидного компонента и пористости. С уменьшением карбидной фазы и пористости теплопроводность сплавов возрастает. Вольфрамовые сплавы более теплопроводны, чем титановольфрамовые.

Коэффициент линейного расширения — величина, характеризующая удлинение тела при нагреве. Если обозначить коэффициент линейного расширения через а, длину стержня до нагрева и после него через l1 и l2 соответственно при первоначальной температуре t1 и конечной температуре t2, то можно написать формулу
Основные свойства твердых сплавов

Коэффициент линейного расширения твердых сплавов зависит от их химического состава и может изменяться в довольно широких пределах. Он повышается с увеличением содержания цементирующего металла (кобальта) и уменьшением количества карбидной фазы. Это объясняется тем, что коэффициент линейного расширения цементирующей фазы в несколько раз выше коэффициента линейного расширения карбидной фазы. Расширение сплава при нагреве происходит вследствие увеличения расстояния между каждой парой соседних атомов.

Коэффициент линейного расширения титановольфрамовых сплавов примерно в 2 раза ниже, чем для малоуглеродистой стали. Это различие отражается на качестве инструмента с напаянными пластинками твердого сплава. Из-за дополнительных напряжений, возникающих в результате различных коэффициентов линейного расширения стали и твердого сплава, пластины твердого сплава могут отслаиваться по всему сечению вблизи припоя. В производственных условиях принимают меры, исключающие такое явление (например, применяют прокладки из пермалоя между пластинкой и державкой).

Термические свойства твердых сплавов играют большую роль при изготовлении и эксплуатации инструмента. Твердые сплавы очень чувствительны к условиям нагрева и охлаждения, а они всегда имеются при пайке пластин твердого сплава к инструменту, при шлифовании и заточке изделий из твердого сплава. Во избежание образования трещин в изделиях из твердого сплава следует применять медленное нагревание при пайке, пониженные режимы резания при шлифовании и заточке и по возможности обильное охлаждение. Трещины в твердом сплаве могут появляться и при быстром местном нагревании в процессе резания, в особенности при большом износе режущих поверхностей. Поэтому большой износ инструмента не допускается.

Красностойкость — свойство твердого сплава сохранять при высокой температуре твердость, износостойкость и другие качества, необходимые для резания. Красностойкость твердого сплава имеет большое значение, так как с ее увеличением возрастают скорости резания, которые повышают производительность процесса резания. Красностойкость твердого сплава очень важна при резании сталей, так как образующаяся сливная стружка, как указывалось выше, постоянно трется о пластину твердого сплава и разогревает ее.

Красностойкость определяется прочностью твердого сплава при высоких температурах. Цементирующий металл (кобальт) имеет меньшую прочность при высоких температурах, чем карбиды тугоплавких металлов вольфрама и титана. Отсюда следует, что красностойкость металлокерамических твердых сплавов зависит от соотношения цементирующего металла и карбидов. Она проявляется в пределах 900—1100°C. Красностойкость титановольфрамовых сплавов выше, чем вольфрамовых, благодаря присутствию карбида титана.













Рассмотренные выше свойства металлокерамических твердых сплавов влияют на области их применения. В табл. 23 представлены основные марки твердых сплавов, выпускаемые отечественной промышленностью, их химический состав, основные свойства и условия применения. В России выпускают три группы металлокерамических твердых сплавов:

1) вольфрамовые или вольфрамокобальтовые (WC—Co). Сплавы этой группы обозначают буквами BK. После буквы К прибавляют цифру, указывающую содержание кобальта в процентах. Например, обозначение ВК6 характеризует сплав с 6% Co и 94% WC. Крупнозернистые сплавы этой группы дополнительно обозначают буквой В (например, ВК8В), мелкозернистые сплавы — буквой M (например, ВК6М);

2) титановольфрамовые (WC—TiC—Co). Сплавы этой группы обозначают буквами TK. Цифры, следующие за буквами T и К, означают примерное процентное содержание соответственно карбида титана и кобальта в сплаве (например, Т5К10);

3) титанотанталовольфрамовые (WC — TiC—TaC—Co). Сплавы этой группы аналогично титановольфрамовым сплавам обозначают теми же буквами, но прибавляют еще одну букву T (например, ТТ7К12). Буквы TT и цифра, следующая за ними, означают примерное процентное содержание карбидов титана и тантала в сумме. Цифра, следующая за буквой К, означает процент содержания кобальта в сплаве. Разнообразие групп и марок металлокерамических твердых сплавов обусловлено различием в их назначении.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна