Меню

Сталь вк15 характеристики применение

Марка твёрдного сплава ВК15 (вольфрам и кобальт)

ВК15 относится к группе вольфрамокобальтовых твёрдых сплавов, имеющих повышенную износостойкость, в том числе в условиях воздействия высоких температур (до 1000°C). Материал пользуется преимущественным спросом при изготовлении режущего инструмента различного назначения. Группа термоэлектродных сплавов ВК, содержащая вольфрам (карбид вольфрама) и кобальт, маркируется цифровым значением, которое говорит о процентном содержании Co. В марке ВК15 количество Co составляет 15%. На карбид вольфрама приходится не более 85%.

Производство заготовок основывается на порошковой металлургии. Использование кобальта обосновано химическими свойствами металла, которые исключают возможность разрушения существующих карбидов и образования новых. Марка твердого сплава ВК15 имеет следующую схему производства:

  • получение порошкового сырья, его измельчение и смешивание;
  • холодное прессование с добавлением органических связующих компонентов;
  • горячее прессование при котором полностью сгорают остатки клея, а кобальт переходит в жидкую форму;
  • охлаждение, необходимое для получения кристаллической структуры материала.

Применение твёрдых сплавов

ВК15, как и многие аналоги, широко используется в машиностроении. На его основе изготавливаются резцы, свёрла, протяжки, фрезы и т.д. Высокая красностойкость позволяет работать в условиях повышенной температуры, что положительно сказывается на скорости вращения и резания (до 800 м/мин). Марка твёрдого сплава ВК15 пользуется большим спросом в горной и деревообрабатывающей промышленностях. Единственным минусом материала является низкая ударная вязкость, которая накладывает некоторые ограничения на производство рабочего инструмента.

Источник

Твердые сплавы


Спеченные вольфрамокобальтовые сплавы марки ВК

Для армирования бурового породоразрушающего инструмента используют спеченные вольфрамокобальтовые сплавы марки ВК ( табл. 2.25 ).

Преимущества твердых сплавов ВК :

  • большая твердость (до 91 HRC)
  • высокое сопротивление износу при нагреве до 1000 °С
  • неподверженность заметной пластической деформации
  • большая прочность на сжатие
  • отсутствие упругой деформации.

  • малый предел прочности на изгиб и растяжение
  • небольшая ударная вязкость

Спеченный сплав изготавливают из порошковой смеси карбида вольфрама путем прессовки ее в специальных графитовых пресс-формах и спекания при температуре ниже температуры плавления карбидов в соответствии с требованиями ГОСТ 388-74. Цифры в марке сплава соответствуют процентному содержанию кобальта.

Твердость сплава возрастает с увеличением содержания карбида вольфрама и уменьшением размеров его зерен. Предел прочности при изгибе повышается с увеличением содержания кобальта и размера зерен вольфрама. При увеличении содержания кобальта возрастает сопротивление сплава сжатию, максимум достигается при 6% Со, затем плавно снижается. Мелкозернистые сплавы обладают более высокой прочностью на сжатие, чем крупнозернистые. Ударная вязкость сплава растет с повышением содержания кобальта и увеличением зернистости.

При нагреве сплава в процессе работы уменьшаются его твердость, предел прочности на изгиб и сжатие. В интервале температур 20-200°С прочность твердого сплава на изгиб несколько растет, а с увеличением температуры до 900-1000°С — интенсивно падает, уменьшаясь в 2-2,5 раза.
Плотность твердых сплавов уменьшается с увеличением содержания кобальта, причем плотность мелкозернистых сплавов выше, чем крупнозернистых. Твердый сплав обладает высокой теплопроводностью, что способствует быстрому отводу тепла от режущих кромок и уменьшению их износа.

Соединение твердого сплава со сталью , т.е. резца с корпусом породоразрушающего инструмента, должно быть достаточно прочным, так как большое значение (2-4 раза) коэффициентов термического расширения сплава и стали приводит к возникновению при пайке (нагреве) термических напряжений, после охлаждения часто превосходящих предел прочности твердого сплава.

Таблица 2.25. Характеристика твердых сплавов


Марка сплава Содержание основных компонентов, % Физико-механические свойства
Карбид, вольфрама Кобальт Предел прочности при изгибе, МПа, не менее Плотность, г/см 3 Твердость HRC, не менее
ВКЗ 97 3 1100 15 — 15,3 89,5
ВКЗ — М 97 3 1100 15 — 15,3 91,0
ВК4 96 4 1400 14,9 — 15,2 89,5
ВК4 — В 96 4 1400 14,9 -15,2 88,0
ВК6 94 6 1500 14,6 — 15 88,5
ВК6 — М 94 6 1350 14.8 — 15,1 90,0
ВК6 — ОМ* 92 6 1200 14,7 — 15 90,5
ВК6 — В 91 6 1550 14,6 — 15 87,5
BK8 92 8 1600 14,4 — 14,8 87,5
ВК8 — В 92 8 1750 14,4 — 14,8 86,5
ВК8 — ВК 92 8 1750 14,5 — 14,8 87,5
ВК10 90 10 1650 14,2 — 14,6 87,0
ВК10 — М 90 10 1500 14,3 — 14,6 88,0
BK 10 — OM* 88 10 1400 14,3 — 14,6 88,5
ВК10 — КС 90 10 1750 14,2 — 14,6 85,0
BK11 — B 89 11 1800 14.1 — 14,4 86,0
ВК11 — ВК 89 11 1800 14,1 — 14,4 87,0
ВК15 85 15 1800 13,9 — 14,1 86,0
ВК20 80 20 1950 13,4 — 13.7 89,0
ВК20 — КС 80 20 2050 13,4 — 13,7 82,0
ВК20 — К 80 20 1550 13,4 — 13,7 79,0
ВК25 75 25 2000 12,9 — 13,2 82,0

*Содержит 2% карбида тантала.

С учетом основных физико-механических свойств среднезернистые и крупнозернистые малокобальтовые сплавы применяют для армирования инструмента, работающего в условиях безударных нагрузок или при малой их интенсивности ( табл. 2.26 ). В частности, ими армируют коронки для вращательного и вращательно-ударного бурения и шарошечные долота, работающие в породах средней твердости.

Средне- и высококобальтовые сплавы используют для армирования инструмента, работающего в условиях ударных нагрузок, в частности, для коронок ударно-вращательного бурения с применением гидро- и пневмоударных машин и шарошечных долот, предназначенных для бурения пород высокой твердости. Эти сплавы обладают наибольшей прочностью, но они менее износостойкие.

Предел прочности резцов из твердых сплавов ВК при поперечном изгибе может быть существенно повышен путем их алмазного шлифования. Алмазное шлифование не создает поверхностных дефектов и обеспечивает максимальную прочность сплава; оно положительно влияет и на усталостные свойства. Так, предел прочности при изгибе и ударная вязкость у шлифованных образцов повышаются на 20-25%. Алмазное шлифование всей поверхности твердосплавной вставки увеличивает срок службы инструмента и стабильность его работы при эксплуатации.

Для армирования бурового инструмента изготавливаются следующие формы твердого сплава (ГОСТ 880 — 75):

Для оснащения буровых колонок к погружным пневмоударникам Г13, Г15
Для оснащения коронок гидроударного бурения Г55, Г57
Для армирования шарошечных долот Г25, Г26, Г54
Для армирования лопастных долот Г41
Для армирования коронок для вращательного и вращательноударного бурения Г42, Г51, Г53, Г62, Г63

Наплавочные твердые сплавы делятся на литые, зернистые и трубчато-зернистые. Они наносятся на поверхность инструмента газопламенной или электродуговой наплавкой.

Сплавы релит 3 и ТЗ применяют для армирования зубьев шарошечных и лопастных долот. Зернистый карбид вольфрама, из которого состоят эти сплавы имеет следующий химический состав: 95,5-96% W; 3,7-4% С; 0,06% свободного углерода и 0,02% примесей (Na, Ca, Si, Fe и др.). Микротвердость должна быть в пределах 20000-24000 МПа.

Источник

Читайте также:  Маркировка стали т15к6 расшифровка
Adblock
detector