53) Твердые сплавы
Твердыми называют сплавы, изготовленные методом порошковой металлургии и состоящие из карбидов тугоплавких металлов (WC, TiC, ТаС), соединенных кобальтовой связкой.
1) вольфрамовые (В КЗ, В Кб, I <8, ВКЮ); 2) титановольфрамовые (Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5КЮ, Т5К12); 3) титанотанталовольфрамовые (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-Б, ТТ20К9) 1.
В марках первые буквы обозначают группу, к которой относится сплав (ВК — вольфрамовая, Т — титановольфрамовая, ТТ — титанотанталовольфрамовая); цифры в вольфрамовой группе — количество кобальта; первые цифры в титановольфрамовой группе — количество карбида титана, а вторые цифры — количество кобальта; первые цифры в сплавах титанотанталовольфрамовой группы — количество карбидов титана и тантала, а вторые цифры — количество кобальта. Если в марке стоит буква «М» (ВК6-М), сплавы изготовлены из мелких порошков, если буква «В» (ВК4-В) — из крупнозернистого карбида вольфрама. Если в марке присутствуют буквы «ОМ» — сплавы изготовлены из особо мелких порошков, а «ВК» — из особо крупного карбида вольфрама.
Структура вольфрамовых сплавов представляет собой частицы карбида вольфрама WC, связанные кобальтом. Титановольфрамовые сплавы состоят из карбидов WC и TiC, связанных кобальтом. При высоком содержании карбида титана(Т30К4) структура состоит только из карбида титана и кобальта, т.к. вольфрам и углерод растворяются в карбиде титана.
Наивысшей
для титановольфрамовых сплавов
износостойкостью и допустимой скоростью
резанья при пониженной эксплуатационной
прочности (
обладает сплав Т30К4.
Разработаны твердые сплавы, не содержащие дефицитного вольфрама. Безвольфрамовые твердые сплавы выпускают на основе TiC+Ni+Mo(сплав ТН-20) и на основе карбонитрида титана Ti(NC)+Ni+Mo(КНТ-16). Никель и молибден образуют связывающую матрицу, применяются при получистовом и чистовом точении и фрезеровании сталей и цветных металлов. Режущие части инструментов из твердых сплавов чаще изготовляют в виде многогранных неперетачиваемых пластин(МНП), которые крепят к корпусу или державке механическим методом. На рабочие поверхности МНП сплавов ВК6, ТТ7К12, ТТ10К8-Б нередко наносят тонкие износостойкие карбидные(TiC) и нитридные(TiN) покрытия, повышающие срок службы инструмента в 3-4 раза. Наибольший эффект покрытие дает при точении стали и чугуна твердостью 230-240 HB. При тяжелых условиях обработки эффективность пластин с износостойкими покрытиями снижается.
45) Цементуемые стали
Рассмотрим некоторые наиболее распространенные низкоуглеродистые стали, применяемые для изготовления цементуемых деталей. Как уже указывалось, для этой цели применяют стали с низким содержанием углерода (0,1—0,25 %) с тем, чтобы после цементации, закалки и низкого отпуска получить твердый поверхностный слой и вязкую сердцевину. Твердость поверхности после такой обработки будет около 60 HRC, а сердцевины — порядка 15—30 HRC.
В деталях из углеродистой стали вследствие ее слабой прокаливаемости высокую твердость получает лишь поверхностный цементованный слой, а сердцевина не упрочняется.
В легированных же сталях упрочнение сердцевины при термической обработке(Закалка+ низкий отпуск) будет тем более значительным, чем больше углерода и легирующих элементов они содержат.
В соответствии со сказанным цементуемые стали следует разделять на 3 группы: углеродистые стали с неупрочняемой сердцевиной, низколегированные стали со слабо упрочняемой сердцевиной и относительно высоколегированные стали с сердцевиной, сильно упрочняемой при термической обработке. Стали последней группы иногда называют высокопрочными цементуемыми сталями.
Разная степень упрочнения сердцевины при термической обработке объясняется получением разных структур вследствие различий в кинетике распада переохлажденного аустенита.
В нелегированных низкоуглеродистых сталях(Сталь10) аустенит не удается переохладить до низких температур. Практически вне зависимости от условий охлаждения аустенит превращается в феррито-перлитную смесь. Эта сталь почти не упрочняется при термической обработке.
В высоколегированных цементуемых сталях охлаждение в масле и даже на воздухе достаточно для получения в сердцевине структур нижнего бейнита и мартенсита, что приводит к весьма интенсивному упрочнению.
Деление цементуемых сталей на 3 группы соответствует структуре, получаемой в сердцевине(при охлаждении в масле) феррито-перлитной, бейнитной или мартенситной.
Более надежные и устойчивые к динамическим нагрузкам изделия следует изготовлять из высокопрочных цементуемых сталей и подвергать их цементации на небольшую глубину.