72. Формирование заготовок и изделий

Формование заготовок и изделий для последующе-

го спекания может осуществляться различными ме-

тодами:

1) прессованием в пресс-формах;

2) гидростатическим прессованием;

3) мундштучным прессованием (методом шприце-

вания или выдавливания);

4) шликерным литьем (отливкой суспензий).

Наиболее распространенной технологией в порош-

ковой металлургии является прессование в пресс-

формах. Давление прессования составляет 500—600

МПа. При прессовании важно обеспечить высокую и

равномерную плотность смеси по объему. От степени

уплотнения зависит величина усадки при последующем

спекании. Чем выше пористость заготовки, тем больше

усадка, т.е. тем сильнее меняются размеры спеченного

изделия. Если заготовка имеет неодинаковую плот-

ность по объему, то вследствие различной усадки про-

исходит искажение формы.

Исходные порошки инструментальных материалов

обладают малой пластичностью. Это не позволяет

обеспечить равномерную плотность при односто-

роннем прессовании (при одностороннем прес-

совании цилиндрических заготовок высотой 25—

30 мм из порошков твердого сплава фактическое

давление в нижних слоях смеси — у дна пресс-фор-

мы — составляет всего 20—30% от приложенного к

пуансону).

Для получения более равномерной плотности по объ-

ему используют двустороннее прессование, при ко-

тором давление к уплотняемому порошку приклады-

вается с двух сторон.

При прессовании твердых сплавов в смесь вводят

пластифицирующие вещества — пластификаторы,

облегчающие скольжение частиц друг относительно

друга и стенок пресс-формы, что способствует боль-

шей степени уплотнения смеси. В качестве пласти-

фикаторов используют раствор синтетического кау-

чука в бензине, парафин. Кроме того, пластификато-

ры придают заготовкам некоторую прочность за счет

клеящей способности. Такие заготовки можно обра-

батывать резанием либо непосредственно после

формования, либо после предварительного спекания

при 800—1000°С, когда заготовки имеют большую по-

ристость, облегчающую их обработку резанием. Это

позволяет изготавливать изделия сложной формы, но

вследствие высокой хрупкости при резании могут

возникать выкрашивания или даже поломки.

73. Твердые сплавы

Основной фазой твердых сплавов являются кар-

биды или карбидонитриды в количестве 80% и более.

Твердые сплавы имеют высокие твердость 87–92

HRA (HRC = 2HRC-104) и теплостойкость (80—

1100°С), поэтому допустимые скорости резания при

использовании твердосплавного инструмента также

высокие — 100—300 м/мин.

В зависимости от типа твердой фазы — карбиды,

карбонитриды — и металла связки твердые сплавы

делятся на следующие группы:

1) WС — Co — вольфрамкобальтовые типа ВК;

2) WС —TiC — Co — титановольфрамокобальтовые

типа ТК;

3) WС —TiC — Co — титанотанталовольфрамоко-

бальтовые типа ТТК;

4) TiC и TiCN—( Ni + Mo) — сплавы на основе карби-

да и карбонитрида титана — безвольфрамовые типа

ТН и КНТ.

Сплавы ВК . Сплавы маркируются буквами ВК и

цифрой, показывающей содержание кобальта (ВК6 —

94% WС и 6% Со). Свойства сплава определяются

главным образом содержанием кобальта. Его увели-

чение приводит к повышению прочности, но твер-

дость и изностойкость при этом снижаются. Сплавы

этой группы обладают наибольшей прочностью по

сравнению с прочими твердыми сплавами. По со-

держанию кобальта сплавы можно разделить на

группы:

1) низкокобальтовые (3—8% Со) ВК4, ВК6, ВК8.

Применяют для режущего инструмента;

2) среднекобальтовые (до 15% Со). Применяют для

изготовления бурового инструмента;

3) высококобальтовые — для штампованного инс-

трумента.

Сплавы ТК . Твердость сплавов ТК больше, чем у

ВК, но их прочность ниже (при одинаковом содержа-

нии кобальта). Они имеют преимущество по тепло-

стойкости — 1000°С. Увеличение содержания кобаль-

та приводит к повышению прочности с одновремен-

ным снижением твердости и теплостойкости. Сплавы

группы ТК (Т30К4, Т15К6, Т5К10) используют для об-

работки материалов со сливной стружкой, т.е. ста-

лей, где от инструментального материала требуется

повышенная теплостойкость.

Сплавы ТТК (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ20К9). При равной

теплостойкости сплавы ТТК превосходят сплавы ТК

по сочетанию свойств «твердость — прочность». На-

ибольшее влияние легирования карбидом тантала

проявляется при циклических нагрузках — ударная

усталостная долговечность повышается от 6 до 25

раз.

Сплавы ТН , КНИ . Это безвольфрамовые твердые

сплавы. (БВТС) на основе карбида и карбонитрида

титана с никельмолибденовой, а не кобальтовой

связкой.