3.3.5 Тема 2.5. Порошковые и композиционные материалы

Порошковые материалы.

Методы порошковой металлургии позволяют создавать принципиально новые материалы: многослойные композиции, различные комбинации метал-лических и неметаллических компонентов, пористые материалы с широким диапазоном контролируемой пористости, изделия из тугоплавких металлов.

Технологический процесс изготовления изделий из порошков включает в себя получение порошков, подготовку шихты, формирование, спекание, горя-чее прессование и штамповку.

Размеры частиц порошка составляют от 0,1 мкм до 0,1 мм. Более крупные фракции называются гранулами, более мелкие – пудрой.

Металлические порошки получают физико-механическими и химико-металлургическими способами.

При формировании заготовок из порошков определенного химического состава прессованием им придают форму и размеры готовых деталей, после чего подвергают спеканию.

Изделия для машиностроения – наиболее распространенный вид продукции порошковой металлургии.

Конструкционные порошковые материалы подразделяются на материалы общего назначения, заменяющие обычные углеродистые и легированные стали, чугуны и цветные металлы, и материалы, обладающие специальными свойствами, – высокой износостойкостью, твердостью, жаропрочностью, коррозионной стойкостью и др.

Композиционные материалы.

Композиционным материалом, или композитом, называется объемная гетерогенная система, состоящая из сильно различающихся по свойствам, взаимно нерастворимых компонентов. Строение системы позволяет использовать достоинства каждого из них.

Композиты состоят из сравнительно пластичного матричного материала – основы и более твердых и прочных компонентов, являющихся наполнителями.

Ведущую роль в упрочнении композитов играют наполнители, называе-мые упрочнителями.

По типу упрочняющих наполнителей композиты подразделяют на:

– дисперсно-упрочненные;

– волокнистые;

– слоистые. [1]

3.3.6 Тема 2.6. Классификация и маркировка металлокерамических

твердых сплавов

Металлокерамическими твердыми сплавами называют сплавы, изготовленные методом порошковой металлургии (металлокерамики) и состоящие из карбидов тугоплавких металлов: WC, TiC, TaC, – соединенных пластичной металлической связкой, чаще всего кобальтом.

В настоящее время в России изготовляют твердые сплавы трех групп: вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые, содержащие в качестве связки кобальт. Из-за дороговизны вольфрама разработаны твердые сплавы, совсем не содержащие карбида вольфрама. В качестве твердой фазы они содержат только карбид титана либо карбонитрид титана – Ti(NC). Роль пластичной связки выполняет никель-молибденовая матрица. Классификация твердых сплавов представлена на рис. 4.2.В соответствии с пятью классами металлокерамических твердых сплавов существующие правила маркировки образуют пять маркировочных групп.

Вольфрамовые, или вольфрамокобальтовые, твердые сплавы маркируются буквосочетанием ВК, за которым указывается целое число процентов кобальта:

Примеры: ВК3, ВК6, ВК8, ВК10.

Титановольфрамовые, или титановольфрамокобальтовые твердые сплавы маркируются следующим образом: первой в марке стоит буква Т, за ней следует число массовых процентов карбида титана, далее буква К и число процентов кобальта. Концентрация карбида вольфрама – остальное.

Примеры: Т30К4, Т15К6, Т5К10, Т5К12.

Т

итанотанталовольфрамовые, или титанотанталовольфрамо-кобальтовые твердые сплавы маркируются следующим образом: первой в марке стоит буквосочетание ТТ, за ней следует суммарное число массовых процентов карбида титана и карбида тантала, далее буква К и число процентов кобальта. Концентрация карбида вольфрама – остальное.

Примеры: ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8, ТТ20К9.

Иногда в конце марки через дефис добавляют буквы или буквосочетания, характеризующие дисперсность частиц карбидов в порошке:

• М – сплав из мелких порошков, например, ВК6-М;

• ОМ – сплав из особо мелких порошков, например, ВК8-ОМ;

• В – сплав из крупнозернистого карбида вольфрама, например, ВК4-В;

• ВК – сплав из особо крупнозернистого карбида вольфрама, например, ВК10-ВК.

Безвольфрамовые твердые сплавы с карбидом титана маркируются буквосочетанием ТН, за которым через тире следует суммарное число массовых процентов никеля и молибдена.

Пример – ТН-20.

Безвольфрамовые твердые сплавы с карбонитридом титана маркируются буквосочетанием КНТ, за которым через тире следует суммарное число массовых процентов никеля и молибдена.

Пример – КНТ-16.