Магнитные исследования готовых изделий из твердых сплавов

Для характеристики твердых сплавов можно использовать физические величины магнитного насыщения и коэрцитивной силы. В твердых сплавах, как правило, ферромагнитны только кобальт или небольшое количество железа или никеля. Карбид вольфрама, а также хрупкие двойные карбиды (n-фаза), которые могут образовываться при недостатке углерода или неправильном спекании, немагнитны. В намагничивании участвует, следовательно, только кобальтовая составляющая, не связанная в виде двойного карбида. По значениям магнитной индукции можно таким образом судить о содержании кобальта, а если содержание углерода определено химическим анализом, то и о наличии фазы n и, следовательно, о неполном науглероживании WC-Co твердых сплавов. В твердом сплаве двойные карбиды, увеличивающие хрупкость, очень нежелательны. Измеряя магнитное насыщение, можно проверить хрупкость без разрушения образца (иначе фазу n можно установить только металлографически).

Для измерения насыщения можно использовать магнитомер Неймана или быстродействующие магнитные весы. При измерении насыщения кобальтовых твердых сплавов применяют напряжение магнитного поля порядка 10 000 — 15 000 эрстед. По исследованиям Штеблейна, Франсен рекомендовал прибор, при помощи которого можно сортировать твердые сплавы по содержанию ферромагнитной составляющей. На рис. 145 показана схема такого магнитного анализатора, позволяющего сортировать твердые сплавы с различным содержанием кобальта независимо от формы и размеров изделий.

Если магнитное насыщение твердого сплава достигает, например, значения 120—100 сgs/г, т. е. значительно ниже удельного намагничивания чистого кобальта (160 cgs/г), то это указывает на присутствие фазы n. Значения магнитного насыщения, лежащие выше значения для чистого кобальта, следует отнести за счет содержания железа или никеля.

Измерение магнитного насыщения имеет значение также и для неспеченных твердосплавных шихт. Если при этом насыщение не достигает значения, соответствующего содержанию кобальта, то, как правило, это следует относить не за счет содержания двойного карбида, а за счет окислов кобальта.

Магнитное насыщение при одинаковом содержании кобальта, как правило, не зависит от режима спекания, который оказывает существенное влияние на коэрцитивную силу. По значениям коэрцитивной силы можно сделать выводы об изменениях структуры в процессе спекания, в особенности тех, которые обусловлены кристаллизацией и изменениями напряженного состояния. При оптимальной температуре спекания коэрцитивная сила вольфрамо-кобальтовых твердых сплавов достигает наивысшего значения (рис. 146). С дальнейшим повышением температуры спекания коэрцитивная сила вновь уменьшается вследствие роста зерен. Измерения коэрцитивной силы позволяют, следовательно, быстро проверять степень спекания.

Ввиду того что коэрцитивная сила твердых сплавов сильно зависит также от дисперсности карбидной фазы, можно использовать измерения коэрцитивной силы для определения размеров зерен твердых сплавов. Практическое определение коэрцитивной силы просто и быстро производится при помощи коэрцитиметра по Нейману. Для заводского применения и в особенности для серийных измерений был рекомендован прибор Штеблейна, измененный Франсеном. Цифровые данные о магнитном насыщении и коэрцитивной силе твердых сплавов можно найти в табл. 104 и 113 следующей главы.

Лифшиц и Короткоручко исследовали магнитным способом вольфрамокарбидные твердые сплавы с никелевой связкой.