Методы испытания износостойкости твердых сплавов

В зависимости от назначения твердого сплава стойкость определяют различными методами, причем большей частью устанавливают только относительные значения износа.

Высокоизносостойкие режущие сплавы испытывают точением. При этом определяют стойкость по времени (при постоянной глубине резания и подаче) до затупления режущей кромки токарного резца, в зависимости от скорости резания, и строят так называемые кривые стойкости (см. рис. 221 и 227). При этом на режущей кромке резца появляются характерные явления износа, а именно на задней грани — затупление режущей кромки, а на передней грани — так называемое образование лунки.

Для определения износа в тех случаях, когда твердый сплав предназначается для оснащения инструментов для обработки без снятия стружки или при истирающих, царапающих или ударных нагрузках применяют другие методы испытаний, соответствующие назначению сплава. На машине Нибердинга для испытания на износ испытывают шаровидно зашлифованные испытательные стержни при определенной нагрузке на вращающемся стальном или чугунном круге (можно также применить наждачную бумагу); при этом образец перемещается от середины к краю и таким образом совершает по спирали путь определенной длины. В результате износа на образце образуются плоские участки, по которым можно легко определить объем износа. Износ твердого сплава при этих условиях испытания почти неизмерим и ориентировочно оценивается в 1/40 износа быстрорежущей стали.

Однозначные результаты получают на машине Шкода—Савина; по этому способу вращающийся твердосплавный диск шлифует прочно зажатый испытуемый образец из стали или твердого сплава. В табл. 141 приведены результаты подобного испытания твердых сплавов различной пористости. Объем лунки растет с увеличением пористости, при этом соответственно увеличивается так называемый показатель износа Савина. Быстрорежущая сталь при одинаковых условиях испытания дает по сравнению с твердым сплавом шестикратный износ.

Этот же принцип испытания на износ был недавно применен для испытания твердых сплавов на микроизнос. При помощи вращающегося с определенной скоростью небольшого алмазнометаллического круга в твердосплавном образце прорезают (прошлифовывают) надрезы при нагрузке 75 г в течение 1 сек., а затем измеряют длину и ширину надреза под микроскопом и по результатам измерения заключают о сопротивлении износу.

Блек разработал прибор специально для испытания износостойких твердых сплавов); испытуемый образец, закрепленный во вращающемся зажиме, истирается влажным кварцевым песком или карборундовой мукой, в результате чего получают хорошо сравнимые, хотя очень относительные, показатели износа (табл. 142).

Имеются данные об износе твердых сплавов, определенном на машине с вертикально вращающимся шлифовальным кругом.

Для испытания на износ, в особенности твердосплавных шаров для мельниц, можно использовать также способ Нормана и Леба. В продолжительном опыте при практических условиях размола определяют износ шаров по потере ими веса или уменьшению диаметра. По сравнению с обычно применяемыми шарами из легированной стали шары из BK твердых сплавов при одинаковых условиях испытания изнашиваются в 5—10 раз меньше.

Способ обдувания испытуемого образца стальным песком, применявшийся для испытания шлифовальных кругов, для твердых сплавов дал также хорошо сравнимые результаты. Таким путем удалось практически сравнить стойкость твердосплавных пескоструйных сопел и сопел из инструментальной стали. Этот способ недавно был усовершенствован и созданы соответствующие испытательные установки.

В табл. 143 приведены данные Кельбля об износостойкости разных по составу твердых сплавов и твердых металлических соединений при испытании стальным песком. Горячепрессованные безвольфрамовые твердые сплавы, в особенности на основе карбидов титана и ванадия или карбидов титана и молибдена, примерно равноценны вольфрамокобальтовым твердым сплавам. Их износостойкость заметно улучшается при горячем прессовании в результате повышения плотности и твердости. Особенно стоек против струи стального песка карбид бора. Это открывает новые возможности применения спеченных изделий, содержащих карбид бора, но следует учесть их значительную хрупкость.