Твердые сплавы

Твердыми сплавами называют сплавы, изготовленные методами порошковой металлургии и состоящие из карбидов тугоплавких металлов- вольфрама, титана, тантала и сцементированных ( связанных) кобальтом.

Инструмент, оснащенный твердым сплавом может работать с более высокими скоростями резания.

Для их изготовления берут порошки карбидов вольфрама, титана, смешивают со связкой – кобальт, прессуют, придавая им заданную форму и спекают при высоких (1500-2000оС). Поэтому названы – металлокерамические.

Твердость их очень велика, они не подвергаются механической обработке, только шлифуют. Из твердого сплава изготавливают пластинки, которые затем крепят на державку инструмента.

При высокой твердости сплав обладает повышенной хрупкостью и при работе с ударами может выкрашиваться.

ГОСТ 3882-74

Твердые сплавы делятся на 3 группы:

ВОЛЬФРАМОВЫЕ –ВК3,ВК6,ВК8, ВК10,ВК20,ВК25

Теплостойкость их 800оС

ТИТАНО-ВОЛЬФРАМОВЫЕ –Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10

Теплостойкость их 900-1000оС

ТИТАНО-ТАНТАЛО-ВОЛЬФРАМОВЫЕ - ТТ7К10, ТТ8К6, ТТ10К8

они отличаются большей прочностью и лучшей сопротивляемостью вибрациям и выкрашиванию.

СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

К ним относят алмаз, твердость которого в 6 раз выше твердости карбидов вольфрама и в 8 раз выше быстрорежущей стали.

Алмазным инструментом обрабатывают цветные материалы и их сплавы, пластмассы, керамику.

Преимущества имеют синтетические алмазы они обладают меньшей хрупкостью и стоимостью.

Алмаз теплостоек до 800оС, далее превращается в графит.

Большей универсальностью обладает инструмент из поликристаллического нитрида бора., называемого кубическим нитридом бора. КНБ получают спеканием микропорошков нитрида бора при высоких температурах и давлении. КНБ выпускают под названием ЭЛЬБОР. По твердости он не уступает алмазу, но превосходит его по теплостойкости – 1200 оС.

Отсутствие у него химического сродства с железом позволяет его использовать более эффективно при обработке закаленных и цементованных сталей.

Сталь, устойчивая против газовой коррозии называют ОКАЛИНОСТОЙКОЙ

Сталь, устойчивую против электрохимической коррозии, называют КОРРОЗИОННО-СТОЙКИМИ или НЕРЖАВЕЮЩИМИ

Хромистые нержавеющие стали

Содержание хрома в них должно быть не менее 12 %. При меньшем его содержании сталь не способна сопротивляться коррозии, т.к. ее электродный потенциал становится отрицательным. Наибольшую коррозионную стойкость сталь достигает после соответствующих термической ( закалка + высокий отпуск)и механической (шлифование и полирование) обработок.

Сталь обладает лучшей стойкостью против коррозии только при условии, что все содержание хрома в стали приходится на долю твердого раствора. В этом случае он образует на поверхности плотную защитную окисную пленку Сr2Oз.

Эти стали должны содержать малый процент углерода, так как увеличение процента углерода приводит к образованию карбидов, уменьшающих количество хрома в твердом растворе и соответственно понижает коррозионную стойкость.

Наиболее распространенные марки нержавеющих хромистых сталей:

12Х13 – сталь мартенситного класса, закалка от 1000-1100о в масле и отпуска (700-750о) и полировки.

Это сталь устойчива в слабоагрессивных средах (вода, пар), применяется для деталей с повышенной пластичностью ( клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода)

 =600-660Мпа  = 16-20%

20Х13

30Х13-карбюраторные иглы

40Х13 – сталь также мартенситного класса, применяется после закалки от 1000-1050о и отпуска (180-200о) и шлифования и полирования. Это хирургический инструмент, бытовой режущий инструмент, шарикоподшипники, работающие в агрессивных средах. 52-55НРСэ.

12Х17 – более коррозионно-стойка ( кислоты и др. среды), ферритного класса.

15Х28 применяется для химического и пищевого оборудования. Однако она не пригодна для изготовления сварных конструкций.

При нагреве происходит обеднение периферийной зоны зерен хромом, что приводит к межкристаллитной коррозии. Это наиболее опасный вид коррозионного разрушения по границам аустенитных зерен. Для предотвращения его в сталь вводят титан. Он связывает углерод и исключает образование карбидов хрома.

08Х17Т – для сварных конструкций.