Горячепрессованные карбид титана и карбид циркония без связки

13.09.2019

Из всех металлических тугоплавких соединений, применяемых в качестве режущих сплавов, для использования при высоких температурах наиболее пригоден карбид титана, так как он обладает сравнительно хорошей стойкостью против окисления и небольшим удельным весом.

Еще в 1933 г. Клингер сравнивал поведение твердого сплава на основе карбида титана (42,5% TiC, 42,5% Mo2C; 14% Ni и 1 % Cr — титанит S) и сплава 94% WC и 6% Co при окислении их на воздухе при 700°. После 30-минутного окисления на пластинках WC наблюдалось образование рыхлой окисной пленки, в то время как твердые сплавы на основе TiC-Mo2C не обнаруживали заметного изменения. Опыты Давиля со сплавами WC-Co и WC-TiC-Co показали благоприятное влияние присадок TiC на сопротивление сплавов окислению при повышенных температурах. В табл. 167 приведены результаты прокаливания проб размером 10x20x8 мм в течение часа на воздухе при температурах от 600 до 900° (окисленный слой перед взвешиванием удаляли, характеризуя поведение при окислении уменьшением веса). В другой работе определяли вес образцов без удаления продуктов окисления, измеряя соответственно стойкость против окисления увеличением веса; после прокаливания на воздухе при 800° увеличение веса сплавов, состоящих из 60% TiC, 34,5% WC и 5,5% Co, составило только 20 г/м2. час, а сплава с 94% WC и 6% Co — 350 г/м2*час.

В других исследованиях стойкости вольфрамокобальтовых сплавов против окисления также показано, что толщина образующейся пленки окислов в присутствии TiC уменьшается.

Была предложена пропитка образцов из WC, TiC и твердого раствора WC-TiC весьма жаропрочными сплавами типа нимоник, виталлиум и гастеллой, но данные о стойкости против окисления в этом случае не представлены.

Киффер и Кельбль подробно исследовали поведение при нагреве известных твердых сплавов WC-Co и WC-TiC-Co.

В табл. 168 приведено увеличение веса больших призматических образцов при нагреве их на воздухе при разных температурах и выдержках. Для сравнения приведены также данные для чистого TiC. На рис. 242 часть данных представлена графически в форме изотерм окисления при 900°, а на рис. 243 показан внешний вид образцов после прокаливания при 800 и 1000° в течение часа. Эти данные свидетельствуют об удовлетворительном поведении при нагреве сплавов, содержащих TiC, хотя они не образуют прочных защитных пленок при высоких температурах (на что указывает постоянная скорость окисления). Интересно, что сплавы с высоким содержанием TiC в области температур 1100—1200° обнаруживают замедленное окисление, повидимому, в результате появления жидкой фазы в поверхностной пленке. Внешний вид твердых сплавов на основе TiC с нихромовой связкой (рис. 243) при исследованных температурах почти не изменяется. У этих сплавов образуется прочная и плотная пленка окислов, окисление их происходит по параболическому закону.

Большая стойкость резцов из твердых сплавов WC-TiC-Co (и других сплавов, содержащих TiC) при резании стали объясняется повышением стойкости против окисления сплавов WC-Co при введении TiC. Повышение стойкости этих материалов против окисления объясняют, основываясь на рентгенографических исследованиях, образованием моноокиси титана (TiO), имеющей ту же решетку, что и карбид TiC. Сравнение периодов решетки показывает, что расстояние между атомами титана в TiO почти равно расстоянию в TiC и в твердых растворах TiC-WC. Образование моноокиси на поверхности карбидов препятствует перемещению атомов титана. Пленка TiO прочная и газонепроницаемая. По утверждению автора, для твердых сплавов, содержащих титан и цирконий (в виде карбидов или боридов), важную роль играет образование нитридов (например, TiN), имеющих решетку карбидов, и моноокислов, которые могут появиться при нагреве таких сплавов на воздухе.

Выявление благоприятного влияния присадок TiC на сплавы WC-Co привело к систематическим исследованиям поведения твердых сплавов на основе TiC при высоких температурах, в частности чистого (без связки) TiC и TiC с различными связующими металлами.


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