Твердые сплавы

Раздел: Учебники

С увеличением содержания кобальта предел прочности при изгибе сплавов с низким содержанием TiC возрастает сильнее, чем сплавов с высоким содержанием TiC. Лишь для безвольфрамовых титанокарбидных твердых сплавов с содержанием связующего металла выше 20% можно получить предел прочности при изгибе 150 кГ!мм2 и более.

Агте с сотрудниками описывает высокоэффективные твердые сплавы с малым содержанием связующего металла (1—3% Со), а также со связкой Ni—Fe. Применяя WC с незначительным недостатком углерода и связку Fe—Ni (3: 1), можно при вакуумном спекании избежать появления фазы и получить сплавы, аналогичные сплавам WC—TiC—Со. По твердости и пределу прочности при изгибе эти сплавы почти одинаковы; интенсивность износа этих сплавов меньше, чем у сплавов с кобальтовой связкой

Исходная величина зерна 1—8 мкм. При благоприятных условиях изготовления можно повысить твердость на 0,5—1 HRA и предел прочности при изгибе на 10-20%.

Твердые сплавы WC—TaC(NbC)—Со Киффер исследовал влияние увеличения содержания ТаС (или ТаС—NbC) на твердость и предел прочности при изгибе сплавов WC—Со. Результаты исследования приведены в табл. 22 и на графике, где нанесена кривая для сплава с 8—9% Со. В пределах заштрихованных областей возможно промышленное изготовление таких сплавов. Сплавы с 1 — 3% ТаС—NbC особенно пригодны для обработки чугуна, в том числе твердого чугуна. За последнее время наблюдается тенденция улучшения сплавов WC—Со с низким содержанием Со путем присадки 1—3% ТаС (NbC) или при известных условиях в сочетании с 0,5—2% TiC.

В пределах между 3 и 10% ТаС—NbC лежат сплавы, которые (особенно при малом содержании Со) применяют в качестве универсальных для обработки мягких чугуна и стали, а между 10 и 30% ТаС—NbC — промышленные сплавы для обработки стали. При большем содержании ТаС или ТаС—NbC твердость сплавов недостаточна для экономичной обработки даже мягких сталей. Для резания чугуна теплопроводность этих сплавов слишком мала.

Таким образом, сплавы WC—ТаС (NbC)—Со по своему техническому значению, в частности по пригодности к обработке материалов, дающих сливную стружку, уступают сплавам WC—TiC—Со или WC—TiC— ТаС (NbC)—Со. Добавки 0,5—20% ТаС (NbC) (предпочтительно 2—10%) представляют интерес с точки зрения универсальных сплавов и твердых сплавов для обработки материалов, дающих стружку надлома

Твердые сплавы WC—TiC—TaC(NbC)—Со. С увеличением содержания ТаС—NbC (особенно выше 20%) сильно снижается предел прочности при изгибе, тогда как твердость уменьшается лишь умеренно. При оптимальных условиях изготовления для определенного сплава данной серии можно повысить твердость на 0,5—1 HRA и предел прочности при изгибе на 5—10%. Последний можно дополнительно повысить на 5—25%, увеличивая содержание кобальта с 6 до 18%, причем твердость соответственно сильно снижается.

После того как подробно исследовали влияние доба- ок TiC, ZrC, VC, NbC, ТаС, Cr3C2 и Mo2C к твердым плавам WC—Co(Ni), осталось не изученным еще пове- ение HfC. Применение карбида гафния стало доступным лишь в последние годы, когда окись гафния явилась продуктом отходов при получении чистого циркония для ядерной техники.

Киффер, Бенезовский и Мессмер провели подробные исследования по замене карбидом гафния карбида титана в классических сплавах WC—TiC—Со, а также карбида тантала в некоторых промышленных сплавах WC—TiC—ТаС—Со. Несмотря на то что содержащие HfC твердые сплавы изготовляли в неблагоприятных производственных условиях, при точении стали и чугуна получили хорошие результаты в сравнении со стандартными высококачественными сплавами. Хотя HfC и не является пока с экономической точки зрения заменителем карбида титана, он может полноценно заменить ТаС, так как превосходит его по твердости и вязкости. Техническое значение добавки HfC к сплавам WC—TiC—ТаС—Со Киффером, Бенезовским и Мессмером подробно не изучено.

С точки зрения структуры содержащие HfC твердые сплавы не отличаются от обычных многокарбидных твердых сплавов WC—TiC. Наблюдаются округлые зерна фазы твердого раствора HfC—WC или HfC—TiC— WC наряду с угловатыми кристаллами WC и связующей кобальтовой фазой.