74. Металлокерамика

Металлокерамическими называются сплавы, представляющие собой твердый раствор карбидов вольфрама (WC), титана (TiC), тантала (ТаС) в металлическом кобальте. Производство металлокерами-ческих сплавов напоминает технологию получения керамических (глиняных, фарфоровых и огнеупорных) изделий. Металлокерамические сплавы обладают большой твердостью, что позволяет применять их для обработки металлов. Выпускаются металлокерамические изделия в виде пластинок для оснащения рабочей части различного металлорежущего инструмента (сверл, резцов, разверток, фрез) путем механического прикрепления или напайки к державкам.

По химическому составу карбидной основы металлокерамические сплавы делят на вольфрамовые, титановольфрамовые, титанотанталовольфрамовые.

Марки вольфрамовых металлокерамических сплавов ВКЗ, ВКЗМ, ВК6, ВК8, ВК8В. Их применяют при обработке материалов, обладающих высокой твердостью и хрупкостью: чугуна, стекла, бронзы, фарфора. Сплав ВК6М используют для оснащения режущих инструментов при чистовой и получистовой обработке пластмасс, жаропрочных сталей, отбеленных чугунов. Сплав ВК8М применяется для обработки инструментов при волочении, бурении, черновом точении жаропрочных и коррозионно-стойких сталей.

Титановольфрамовые металлокерамические стали маркируются Т5К10, Т15К6, Т30К4 и др. Они применяются при обработке вязких материалов: латуни, стали.

Сплав Т5К10 используется для оснащения режущих инструментов при чистовом строгании и черновом точении по корке и окалине. Т15К6 и Т30К4 используют при чистой и получистой обработке.

Титанотанталовольфрамовые металлокерамические твердые сплавы применяют при черновой обработке стальных поводок. Среди них можно выделить сплавы ТТ17К12 и ТТ10К8В. Их прочность на изгиб более высока по сравнению с титановольфрамовыми сплавами (σ_изг>> 1550 МПа).

Также к металлокерамическим относятся мелкозернистые высококобальтовые сплавы марок ВК20, ВК25, ВК30 и крупнозернистые новые сплавы, среди которых ВК15В, ВК20В и ВК25В. Они отличаются ударной вязкостью и высокой прочностью. Данные сплавы применяются для изготовления твердосплавных штампов, используемых при условии больших ударных нагрузок. Стойкость этих штампов в 40—50 раз больше по сравнению со стальными штампами.

75. Минералокерамические твердые сплавы

Минералокерамика — это синтетический материал, в основу которого положены технический глинозем (А1₂0₃) и другие тугоплавкие оксиды (Cr₂0₃, Si0₂, Zr0₂). Среди таких сплавов можно выделить минералокерамику марки ЦМ-332 — микролит и термокорунд. По твердости (HRA 90—95), тепло- и износостойкости она превосходит твердые сплавы. Минералокерамические сплавы не содержат дорогостоящих металлов, дешевы в производстве.

К недостаткам микролита и термокорунда относят низкую прочность и большую хрупкость. Инструменты, оснащенные пластинками этих минералокерамических сплавов, не теряют своей твердости при нагревании в процессе работы до 1200 ^оС. Поэтому их применяют в условиях безударной нагрузки при чистовой и получистовой обработке стальных и чугунных деталей, цветных металлов и их сплавов, неметаллических материалов на высоких скоростях с небольшими глубинами резания и подачами.

В технологии производства пластинок микролита выделяют такие этапы, как:

1. подготовка порошка;

2. формовка подготовленного порошка;

3. опрессовка заготовки;

4) спекание при температуре 1750—1900 ^оС.

Также пластинки получают горячим литьем под давлением (шлакерный метод).

К державкам инструментов пластинки микролита прикрепляют путем припаивания или механическим закреплением. При пайке нужно предварительно произвести металлизацию пластинок, т.е. покрыть их тонким слоем какого-либо металла, подходящего для пайки.

Для улучшения механических и эксплуатационных характеристик минералокерамики в нее добавляют вольфрам, молибден, бор, титан, никель и т.д. Эти материалы называются керметами. Их используют при обработке резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов.

Среди минерапометаллических сплавов также можно выделить сверхтвердые инструментальные материалы на основе поликристаллов бора — эльборы марок 01, 05, 10. Поликристаллы нитрида бора превосходят все инструментальные материалы по твердости и теплостойкости. Их монтируют в державки резцов и соединяют вакуумной пайкой или с помощью горячей опрессовки стальной втулки с поликристаллом. Инструменты, покрытые эльбором, применяют при обработке чугуна и стали любой твердости при высоких скоростях.

Инструменты, оснащенные поликристаллическими алмазами (карбонадо, балласом), используют для обработки титановых сплавов, металлокерамики, твердых сплавов.