Твердые сплавы

Раздел: Учебники

При появлении первых твердых сплавов WC—Со (1922—1930 гг.) к ним пытались применить те же методы термической обработки, что и для сталей. Для сплавов с низким содержанием связки эти попытки оказались безрезультатными. Аналогичными были и опыты по цементации сплавов с высоким содержанием вольфрама   и попытки замены кобальтовой связки стеллитами или сталями  .Первые положительные результаты получили Да- виль и Шрётер  при закалке сплавов на основе TiC—WC с высоким содержанием связки железо — хром. Для сплава с 30—50% железа, 2—10% Сг и 68—40% TiC/WC (отношение 1/2—1/0,5) рекомендуется закалка при 1000—1200° С в масле.

Проблема термической обработки твердых сплавов успешно разрешена также Хайссом и Киффером4, которые предложили использовать легированные спеченные стали с добавками 20—30% сложных карбидов (преимущественно TiC—WC, TiC—Мо2С, TiC—VC, VC—WC) и температуру закалки 1100—1350° С. Хорошо зарекомендовали себя металлокерамические сплавы с 80% Fe, 0,5% графита и 19,5% TiC—Мо2С, а также с 74% Fe, 1% графита и 25% TiC—'VC. Для изготовления бойков успешно применяют высоколегированные металлокерамические стали, состоящие, например, из 28% Мо2С, 2% TiC, 10% Cr, 3% V, 2% Mo, 54,5% Fe. и 0,5% графита.

Заслугой Гётцеля и сотрудников  является внедрение в практику термообрабатываемых и закаливаемых титанокарбидных сплавов со стальной связкой.. Исследование пропитанных твердых сплавов на основе TiC с различными связками показало, что твердость сплавов можно повысить с 38—42' до 68—71 HRC путем их отжига и закалки в воде или масле. По данным Эллиса область применения одинакова как для стеллитов, так и для указанных: твердосплавных инструментов с содержанием около 50% (по объему) TiC. Оптимальное соотношение твердости и предела прочности при изгибе можно получить путем отпуска закаленных титанокарбидных сплавов.

Типичная термическая обработка твердого сплава с 26% Ti, 7% С, 2% Сг, 2% Мо, остальное Fe (около 33% TiC) заключается в следующем: после отжига в течение 1 ч при 950—970° С в нейтральной атмосфере следует закалка в масле (с данной температуры) и отпуск при 190—220° С в течение 15 мин. На результаты обработки оказывает существенное влияние недостаточная воспроизводимость свойств этой группы твердых сплавов, обусловленная технологией изготовления, например пропиткой или обычным спеканием компонентов в присутствии жидкой фазы. Следует стремиться к постоянному содержанию углерода как в карбидной, так и в ста- леподобной связующей фазах; кроме того, высокая плотность не должна быть связана с нежелательным ростом зерна.

Попытки улучшить состав стальной связки заменой, например, TiC полностью или частично другими карбидами (VC, ТаС или NbC) пока не дали однозначных положительных результатов

Термообработанные титанокарбидные сплавы со стальной связкой являются промежуточным звеном между твердыми сплавами и спеченными сталями. Эта новая группа сплавов является перспективной с точки зрения бесстружковой обработки (матрицы, штампы, вырубные инструменты и т. п.)