Введення Тверді сплави, матеріали з високою твердістю, міцністю, ріжучими та ін. Властивостями, які зберігаються при нагріванні до високих температур.
Розрізняють спечені і литі тверді сплави. Головною особливістю спечених твердих сплавів є те, що вироби з них отримують методами порошкової металургії і вони піддаються тільки обробці шліфуванням або фізико-хімічним методам обробки (лазер, ультразвук, травлення в кислотах та ін), а литі тверді сплави призначені для наплавлення на оснащується інструмент і проходять не тільки механічну, але часто і термічну обробку (загартування, отжиг, старіння та ін). Порошкові тверді сплави закріплюються на оснащується інструменті методами пайки або механічним закріпленням.
Під сплавом розуміють речовина, отримане сплавом двох або більше елементів. Можливі інші способи приготування сплавів: спікання, електроліз, сублімація.
Сплав, приготований переважно з металевих елементів і володіє металевими властивостями, називається металевим сплавом. Сплави мають більш різноманітним комплексом властивостей, які змінюються в залежності від складу і способу обробки.
Мета мого реферату: вивчення властивостей твердих сплавів, області їх застосування та методи зміцнення.
Завдання: 1) вивчити матеріал по даній темі; 2) систематизувати і класифікувати матеріал по темі «Тверді сплави» і представити його у вигляді таблиці.
Густина. Щільність сплавів залежить від хімічного складу сплавів (зі збільшенням вмісту Со і титану зменшується). Щільність знижується при наявності в конкретному сплаві залишкової пористості, вільного графіту.
Теплопровідність. Тверді сплави працюють в умовах тертя. В результаті утворюється тепло, яке при хорошій теплопровідності відводиться від місця контакту з оброблюваним матеріалом.
Великий вплив теплопровідність надає на обробку різанням матеріалів, що дають зливну стружку, тобто таку, яка в процесі різання треться об твердий сплав. Якщо твердий сплав має низьку теплопровідність, то виділяється тепло зосереджується на ріжучої кромці різця і стружці. В цьому випадку стружка розм'якшується і мало зношує сплав, але ріжучакромка розігрівається і інтенсивніше зношується. Тому теплопровідність повинна бути оптимальною, забезпечуючи найкращі ріжучі властивості сплаву.
В межах однієї групи сплавів теплопровідність залежить від кількості карбідної фази та пористості. Зі зменшенням карбідної фази та пористості теплопровідність зростає.
Вольфрамокобальтового сплави більш теплопровідність, ніж тітановольфрамкобальтовие.
Коефіцієнт лінійного розширення. Він характеризує подовження тіла при нагріванні. Коефіцієнт лінійного розширення твердих сплавів залежить від хімічного складу сплаву. Зі збільшенням вмісту кобальту коефіцієнт лінійного розширення збільшується.
Коефіцієнт лінійного розширення Тітановольфрамовие сплавів приблизно в 2 рази нижче, ніж для маловуглецевої сталі. Ця різниця відбивається на якості інструменту знапаяними пластинами. Через додаткових напружень, що виникають в результаті відмінності в коефіцієнтах лінійного розширення. пластини можуть відшаровуватися від державки або мати тріщини.
Термічні властивості твердих сплавів грають велику роль при виготовленні і експлуатації інструменту. Тверді сплави чутливі до умов нагрівання та охолодження, а вони завжди мають місце при пайку пластин твердого сплаву до інструменту, при шліфуванні і заточенню виробів. Щоб уникнути утворення тріщин у виробах з твердих сплавів. Слід застосовувати повільне нагрівання і охолоджування при пайку, оптимальні режими при шліфуванні і рясне охолодження [3].
Червоностійкість - властивість твердого сплаву зберігати твердість, зносостійкість та інші якості, необхідні для різання. Червоностійкість важлива для різання стали, тому що зливна стружка треться об твердосплавну пластину і розігріває її. Вона проявляється в інтервалі температур 900- 100С. Червоностійкість Тітановольфрамовие сплавів вище, ніж вольфрамокобальтових. завдяки присутності карбіду титану.
Значення коерцитивної сили вказують на розмір зерен фази карбіду, тому що розмір ділянок кобальтової фази (при одному і тому ж змісті кобальту) залежить від величини зерен карбіду складової.
Твердість - властивість твердого тіла чинити опір проникненню в нього іншого тіла. Твердость- одне з головних властивостей твердих сплавів, т.к. від неї залежить зносостійкість. Головне вплив на неї надає кількість карбідної фази і величина зерна цієї фази. З збільшення кількості карбідної фази або зменшенням величини зерна твердість зростає.
Для ТК-сплавів при постійному розмірі зерен фази WC і при збільшенні розміру зерен титанової фази твердість сплаву практично не змінюється.
Тітановольфрамовие сплави відрізняються більш високою твердістю, ніж вольфрамові, тому що карбід титану твердіше, ніж карбід вольфраму.
Зі збільшенням щільності (зниженні пористості) твердість зростає.
Наявність в надлишку вуглецю у вигляді графіту знижує твердість сплаву, а недолік вуглецю, що викликає появу # 951; -фази. істотно підвищує твердість, але знижує міцність.
Межа міцності при вигині.
Міцність-властивість твердого тіла чинити опір впливу зовнішніх сил.
Зазвичай міцність характеризується величиною руйнівних навантажень при стисненні, вигині, розтягуванні і т.д.
Міцність твердих сплавів - одне з основних властивостей.
Межа міцності знаходиться в зворотній залежності від твердості та збільшується зі збільшенням вмісту кобальту. проходячи через максимум 15-20%. Залежить і від величини зерна фази карбіду. Максимум залежить від вмісту кобальту.
Тітановольфрамовие сплави менш міцні, тому що карбід титану менш міцний. Залежність міцності та ін. Властивостей від зернистості у ТК-сплавів складніша. Найменшу міцність мають сплави з великої титанової фазою і дрібної фазою WC. При постійній зернистості титанової фази зі збільшенням розміру зерен WC-фази міцність зростає, а твердість падає.
Міцність залежить від пористості, наявності графіту, ступеня обезуглероживания, від інтенсивності розуміли.
Межа міцності залежить і від вмісту вуглецю в сплаві. Залежність відбивається кривою, максимум якої проходить при утриманні в сплаві вуглецю 6.12 в перерахунку на карбід вольфраму. Причому падіння міцності відбувається більш різко при дефіциті вуглецю, ніж в разі його надлишку. Загалом можна сказати, що межа міцності зберігає практично постійне значення в інтервалі вмісту в сплаві від 0.5% Соб. до 0.1% # 951; -фази.
Межа міцності при стисненні.
Міцність твердих сплавів при стисканні має вельми велике значення і характеризує в деякій мірі пластичні властивості.
криві залежності # 963; сж від вмісту кобальту проходять через максимум, але максимум лежить при значно меншому вмісті кобальту (4-6%).
Зі збільшенням середнього розміру зерна карбідних зерен # 963; сж монотонно зменшується, але для всіх розмірів спостерігається максимум в інтервалі 6-8%. Найбільш високий рівень # 963; сж спостерігається у дрібнозернистих сплавів при утриманні кобальту 4 або 8.6% Со.
Ударна в'язкість зростає безперервно зі збільшенням вмісту кобальту і зростанням зерна. Є функцією міцності, так і пластичності. Тому залежність більш складна.
Пластичність досягається не тільки збільшенням розміру зерна, а й застосуванням високотемпературних процесів відновлення вольфраму і карбідізаціі [5].
Тверді сплави зважаючи на свою високу твердості застосовуються в наступних областях:
· Обробка різанням конструкційних матеріалів: різці, фрези, свердла, протяжки і інший інструмент;
· Оснащення вимірювального інструмента: оснащення точних поверхонь мікрометричного обладнання та опор ваг;
· Таврування: оснащення робочої частини клейм;
· Процес волочіння: оснащення робочої частини волок;
· Штампування: оснащення штампів і матриць (вирубних, видавлювання та ін.);
· Гірничовидобувне обладнання: напайку спечених і наплавка литих твердих сплавів;
· Виробництво зносостійких підшипників: кульки, ролики, обойми і напилення на сталь;
· Рудообрабативающее обладнання: оснащення робочих поверхонь;
· Газотермічне напилення зносостійких покриттів [6].
Основні марки вольфрамовмісні твердих сплавів і області їх застосування:
Застосування по системі ISO