Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. Учебное пособие для вузов
| Листать книгу |
|---|
| Листать |
| Страницы:
1 ... 21 ... 63 ... 105 ... 147 ... 189 ... 216 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 Ивенсена можно отметить, что порошки вольфрама и карбида вольфрама, полученные по высокотемпературной технологии, обладают более совершенной кристаллической структурой ... Процесс размола полностью нарушает эту структуру и даже приводит к получению более высокой интегральной дефектности у интенсивно молотого высокотемпературного карбида ... В зависимости от степени размола одного исходного карбида образуются порошки с существенно разными свойствами, что обусловлено анизотропией свойств кристаллов ... Составы, технология, свойства и области применения сплавов группы К, КС, С Рассмотренные выше закономерности легли в основу создания новых марок твердых сплавов, особокрупнозернистых, получивших обозначение К, КС, С ... Рекомендуется применять их для изготовления деталей с умеренными ударными нагрузками, например, в штамповом инструменте вырубки магнитопровода, оправках, дорнах и др ... ПУТИ РАЗВИТИЯ НЕСТАНДАРТНЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Условно будем называть нестандартными твердыми сплавами те марки, которые выпускаются в опытном порядке различными научно ... ЛЕГИРОВАНИЕ И ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА СВЯЗУЮЩЕЙ ФАЗЫ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Для получения более высоких свойств существующих марок твердых сплавов с целью их удешевления ведутся исследования по замене кобальтовой связки ... Ряд сплавов с вышеназванными связками находит применение и в качестве коррозионностойких и износостойких материалов для определенных условий работы, но пока основной связкой для твердых сплавов является кобальт ... За счет легирования молибденом и вольфрамом удается еще повысить твердость никелевой связки, причем введение молибдена практически не сказывается на прочности, а вольфрам резко снижает прочность ... ЛЕГИРОВАНИЕ И ИЗМЕНЕНИЕ КАРБИДНОЙ ОСНОВЫ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Основными карбидами, заменяющими карбид вольфрама, являются практически все карбиды металлов ... Важным направлением экономии вольфрама является расширение и внедрение производства сложных фасонных видов изделий из твердых сплавов, заменяющих инструмент из быстрорежущей стали, так как вольфрам в твердом сплаве используется в ... ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ БВТС Решение проблемы создания твердых сплавов, не содержащих вольфрам, их освоение, выпуск и внедрение в промышленность важнейшая задача нашего времени ... Позже установили, что смачивающая способность карбида титана никелем в водороде и в вакууме все же недостаточна, так как идет при спекании срастание зерен карбида, увеличивается смежность границ НС ... Кроме того, молибден, растворяясь в карбиде титана, образует на поверхности частиц карбида титана новую более твердую фазу, являющуюся твердым раствором Т ... Образование твердого раствора на основе никеля за счет некоторого растворения молибдена в никеле также приводит к повышению твердости и прочности сплава ... Вторым решающим фактором является выбор материала связки, к свойствам которого предъявляется ряд требований с точки зрения взаимодействия совместимости, растворимости и смачивающей способности основы ... Проведенные исследования показали, что только добавка молибдена к никелю снижает краевой угол смачивания до нуля и только для карбида титана, при этом обеспечивая получение мелкозернистой структуры ... Технология его разработана так, чтобы получить бескислородный карбид титана, с максимальным содержанием Ссвяз, малоокисленную мелкозернистую смесь с однородным распределением составляющих ... Присутствие кислорода в карбиде титана приводит к увеличению краевого угла смачивания и, следовательно, к образованию пористости, огрублению структуры и снижению физико ... Для предотвращения этого и снижения содержания кислорода используется вакуум при приготовлении карбида титана, сушке смесей после размола, а также при окончательном спекании сплавов ... При этом пониженная способность сплавов к взаимодействию с деформируемым металлом исключает его налипание на инструмент, способствует повышению качества изделий, резко увеличивает выход годного и даже при небольшом объеме производства позволяет получать существенную экономическую эффективность ... Безвольфрамовые сплавы имеют высокую окалиностойкость, причем образующаяся на поверхности изделий тонкая оксидная пленка прочно сцеплена с основой и выполняет в процессе эксплуатации инструмента при высоких температурах роль твердой смазки ... НАПРАВЛЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ И СОЗДАНИЮ НОВЫХ БВТС Испытания БВТС групп ТН и КНТ показали их перспективность применения в качестве режущего инструмента и позволили наметить пути их совершенствования ... Указанная стойкость при резании вызывает большие сомнения, учитывая прочность, твердость сплава и большой разброс элементов, допускаемых в сплаве по техническим условиям ... Рассмотрены основы создания БВТС, обозначенных Т и ТП, выбор состава, их свойства, изучены условия работы их при резании, с учетом чего сформулирован комплекс свойств БВТС для режущего инструмента ... В природе не существует материалов, обладающих одинаково высокой прочностью, твердостью и проявляющих одинаковую степень инертности ко всем обрабатываемым материалам ... Алмаз, имея самую высокую горячую твердость, характеризуется низким пределом прочности и малой диффузионной стойкостью к железу и другим карбидообразующим элементам ... Для выбора основы сплава предлагается использовать предположение, что твердость химического соединения изменяется пропорционально числу электронов, участвующих в создании химической связи, обратно пропорционально общему числу электронов атомов ... Повышенная пластичность нитрида титана по сравнению с карбидом титана связана с тем, что атом титана имеет больше неспаренных электронов, чем может принять для спаривания азот ... Это указывает на сокращение застойных явлений на передней поверхности БВТС и на касательное действие усилия на обеих контактных поверхностях пластин из БВТС ... При этом по усталостному механизму разрушается поверхность твердофазных зерен, выходящая в зону контакта, и от нее отделяются субмикроскопические частицы зерен ... Преимуществом сплавов на основе карбида титана является сопротивление образованию нароста на режущей кромке, а также лункообразованию, которое выше, чем у обычных марок сплавов на основе карбида вольфрама и даже минералокерамики ... Вследствие высокого сопротивления износу при резании стали, инструмент особо пригоден для финишных операций, когда требуется строго выдерживать допуск на размеры деталей ... Скорости резания приблизительно такие же, как при применении минералокерамики, однако высокая прочность позволяет использовать инструмент при более тяжелых условиях резания ... Сплавы на основе карбида титана можно использовать в большем диапазоне скоростей резания, чем стандартные сплавы на основе карбида вольфрама или минерало ... ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ НА НЕКАРБИДНОЙ ОСНОВЕ ДЛЯ РЕЗАНИЯ Практически установлено, что сплавы на основе отдельно нитридов или отдельно силицидов с любой связкой не пригодны для режущего инструмента из ... Округление режущих кромок твердосплавных пластин, предназначенных для обработки стали, повышает эксплуатационную стойкость, играя роль упрочняющей фаски ... Возможность применения износостойких покрытий для значительного повышения стойкости инструмента, что за последние годы дало качественный скачок в развитии режущего инструмента ... Размер области столь высоких температур на поверхности резца менее долей мм, именно поэтому резец не выходит из строя, хотя эти температуры близки к температуре появления жидкой фазы в твердых сплавах ... Благодаря высокой теплопроводности твердых сплавов, на расстоянии нескольких десятых долей мм от поверхности вглубь резца температура составляет всего ... Однако установлено, что твердость вовсе не является единственным критерием износостойкости, для нее важен характер взаимодействия между соприкасающимися резцом и обрабатываемой поверхностью ... Большинство авторов считают, что основная причина изменения характеристик резания в случае износостойких слоев заключается в изменении условий трения между пластиной и обрабатываемой деталью ... Для проявления схватывания необходимо наличие на поверхности контактирующих тел активных центров, появление которых обусловлено разрушением связей поверхностных атомов в результате механической и термической активации ... Характеристика соединений, используемых в качестве износостойкого покрытия На основании литературных данных можно сделать вывод основным наносимым покрытием является карбид титана, далее идут карбо ... По данным о свойствах слоев из карбидов, наносимых на твердосплавную основу термодиффузионным методом, можно сделать вывод о том, что единственным приемлемым для слоев соединением является карбид тантала ... Подтверждением этого являются данные швейцарской фирмы Вегуех, занимающейся нанесением покрытий на различные материалы, которые показали, что покрытия на твердых сплавах из карбида хрома Сг ... Нанесение износостойкого покрытия на твердый сплав приводит к падению его прочности, которое нельзя объяснить только наличием хрупкого покрытия, а связано с изменениями микроструктуры в процессе осаждения покрытия ... Это позволяет предположить, что наряду с высокой энергией связи между атомами на износостойкость влияет запас пластичности режущего материала, приводящей к росту работы, затраченной на пластическую деформацию, необходимую для зарождения и роста трещины до критического размера ... Доказано, что ряд термодинамически невыгодных реакций при протекании в объеме, становятся выгодными при протекании в адсорбционном слое, благодаря образованию активных комплексов с поверхностными атомами и ускоренной диффузии продуктов реакции ... Условием переноса веществ является, с одной стороны, более высокое значение абсолютной величины изменения изобарного термодинами ческого потенциала, с другой более низкие значения теплоты сублимации и энергии кристаллической решетки у Ме ... Направление переноса связано с величиной изменения изобарного потенциала реакций образования галогенидов из простых веществ и теплотой сублимации или энергией кристаллической решетки металлов ... В тех случаях, когда величины термодинамического потенциала образования галогенидов близки друг к другу и к ДСнсь происходит одновременный перенос обоих веществ ... При такой трактовке ясно, почему диффузионное насыщение идет при очень малых содержаниях соли галогенида аммония, легко объяснить необходимость высоких температур, возможность протекания термодинамически невыгодных реакций и другие особенности этого процесса ... В основе ДН методов лежат реакции взаимодействия газовой фазы, содержащей диффундирующий элемент в составе химического соединения, с поверхностью насыщаемого материала ... Химические реакции, в результате которых выделяется насыщающий элемент, могут происходить в объеме газовой фазы, а также на границе обрабатываемая поверхность ... При одностадийном проведении процесса образуется покрытие дефектное, ненасыщенное, содержание углерода в карбиде титана нестехиометрическое, низкая твердость и износостойкость ... Для получения одинаковой толщины покрытия по всей поверхности пластины необходимо добиться равномерного распределения температуры по поверхности и равномерного снабжения всей поверхности свежим ... Его сущность заключается в том, что слой карбида титана на пластинах образуется при взаимодействии газовой среды, содержащей низшие хлориды титана, с углеродом твердосплавной основы ... Предложенная технология позволяет производить эту операцию в едином процессе, путем предварительного заполнения муфеля, нагретого до рабочей температуры углеродосодержащим газом СН ... Верхний слой из модифицированного оксида алюминия снижает износ в результате окисления и диффузии, а также препятствует образованию нароста на режущей кромке ... Характер износа пластин со слоями из нитрида и карбида титана позволил установить, что пластины с покрытием из карбида титана характеризуются большим сопротивлением износу задней поверхности ... Однако сопротивление износу передней поверхности пластинок со слоем из нитрида титана выше, чем из карбида титана, что объясняется меньшим коэффициентом трения и ббльшей толщиной слоя нитрида ... Наличие ПС, предварительно нанесенного на пластину, подавляет эти явления и способствует равномерному зародышеобразованию и его высокой плотности по площади сплава и мелкозернистого равномерного слоя ... Влияние содержания кобальта на качество наносимого покрытия из карбида титана При нанесении износостойких покрытий на твердые сплавы существенное влияние на качество покрытия оказывают состав и структура сплава ... Гетеродиффузия приводит к диффузионной пористости под покрытием, а само оно формируется в виде дендритных или игольчатых кристаллов, и иногда грубого, крупного или рыхлого осадка ... В процессе эксплуатации поверхностный слой характеризуется большой прочностью на сжатие при повышенной температуре, высокими твердостью, адгезионной стойкостью, стойкостью против лункообра ... Кроме успешного использования слоев из твердых материалов в области резания производились и исследовательские работы по применению обработки давлением без снятия стружки ... В зависимости от действующих при нанесении слоев высоких температур, требуется дополнительная закалка покрытых частей в вакууме, с помощью защитного газа или охлаждения в масле ... В области обработки давлением успешно применяются инструменты для холодной прессовки, глубокой вытяжки, пробивки, обрезки заусенцев, тиснения, накатки резьбы, профиля и фасонной прокатки в тех случаях, где срок долговечности зависит от указанных критериев ... Разработка и внедрение методов нанесения покрытий является крупным шагом в направлении создания нового твердосплавного инструмента, который находит применение в любых областях промышленности ... Сплав повышенной надежности для обработки всех видов чугунов, для операций, связанных с производительным удалением большего припуска, когда важна прочность режущей кромки ... Построив эксперимент таким образом, чтобы условия съемки и площадь облучения были постоянны, можно связать изменение интенсивности дифракционного отражения с изменением толщины слоя, причем до определенного предела толщин эти величины связаны линейной зависимостью ... В результате рентгенофазового анализа было установлено, что при использовании первого приема наиболее подходящим отражением в качестве рабочего является отражение карбида титана с межплоскостным расстоянием ... Экспериментальными данными для определения толщины слоев в обоих случаях служили интенсивности двух отмеченных дифракционных отражений, получаемых в результате съемок образцов на рентгеновском дифрактометре ДРОН ... При съемках использовали стандартный держатель для плоских образцов, на котором для удобства и быстроты установки образцов с сохранением постоянной площади облучения была установлена ограничительная пластина, к которой прижимался образец во время съемок ... Следует отметить, что рентгеноструктурный метод более информативен по сравнению с другими, но вместе с тем он более трудоемок, в связи с чем его целесообразно использовать на стадии разработки и отработки технологии нанесения покрытий ... Для массового же производства наиболее пригодны рентгенофлуоресцентный и радиоизотопный методы, как более простые и экспрессные, в то же время требующие значительно меньших затрат на их освоение и аппаратуру ... Кроме того, метод позволяет получать информацию, не усредненную по облучаемомоу объему или массе, а конкретную толщину в любой точке инструмента и, наконец, в сочетании с дисплеем время определения толщины соответствует быстродействию электронной схемы ... МНОГОСЛОЙНЫЕ ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ Помимо нанесения покрытий на твердосплавный инструмент известны и другие способы повышения его износостойкости, о которых сообщалось еще до появления метода нанесения покрытий ... Для этой цели в прессформе при низком давлении спрессовывали порошок основного сплава, затем в прессформу засыпали порошок верхнего слоя, и всю массу подвергали окончательному прессованию при необходимом давлении ... Практика изготовления двухслойных изделий на автоматах показала, что возникает вопрос о форме поверхности нижнего порошка в матрице, поскольку она образуется произвольно, а не формируется скользящей по столу пресса поверхностью питателя ... Можно использовать процессы миграции кобальта при спекании и происходящие при этом изменения состава в поверхностных слоях для повышения износостойкости пластин при резании ... СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБОМЕЛКОЗЕРНИСТОГО ПОРОШКА ВОЛЬФРАМА И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ Ультрадисперсные порошки, получаемые различными способами, обладают особыми физико ... Использование вольфрама, полученного плазмохимическим методом, для твердых сплавов должно способствовать повышению их эксплуатационных характеристик, но трудно получать У ... |
Общетехнический справочник
Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник
Материаловедение в микроэлектронике
Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. Учебное пособие для вузов
Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве
Сварка порошковой проволокой
Сплавы для термопар. Справоч. изд.