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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Рассмотрены общие и специальные вопросы по структурным составам и свойствам спеченных твердых сплавов на карбидной и некарбидной основах с различными типами связок, а также наплавочных твердых сплавов ... ВВЕДЕНИЕ ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Развитие и совершенствование технологических процессов многих отраслей народного хозяйства неразрывно связаны с применением твердых сплавов, что способствует существенному повышению эксплуатационных характеристик инструмента и производительности труда ... Твердые сплавы представляют собой композиционные материалы особого класса, обладающие высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, которые сохраняются при сравнительно высоких температурах ... Одни исследователи, не говоря о характере связи между металлом и неметаллом, подчеркивают, что структура и свойства этих фаз определяются тем, что в них сохраняются металлические связи между атомами металла ... МакКенна считает, что химическая связь между металлом и неметаллом в фазах внедрения носит преимущественно ионный характер, а между металлическими атомами гомеополярный ... Фазы внедрения находятся в предельно упрочненном состоянии, как и сплавы, испытывающие дисперсионное твердение при оптимальном режиме, что и определяет их высокую твердость и модуль Юнга ... Возникновение и становление в нашей стране производства твердых сплавов тесно связано с предшествующим созданием технологии редких металлов вольфрама, молибдена, тантала, ниобия и их карбидов ... Малькова на Электроламповом заводе были получены первые образцы советского твердого сплава, а затем налажен и опытный выпуск изделий из твердого сплава, получившего название Победит ... смеси стали готовить осаждением кобальта из аммиачного раствора его соли цинковой пылью в присутствии карбида вольфрама при непрерывном перемешивании пульпы ... Твердые сплавы по своим эксплуатационным свойствам в десятки раз превосходят быстрорежущую сталь, притом затраты при эксплуатации твердосплавных резцов в ... Применение твердосплавного инструмента для обработки металлов давлением обеспечивает увеличение стойкости по сравнению со стойкостью стального инструмента в ... За этот период достигнуты значительные успехи в улучшении технологии и составов твердых сплавов, освоении методов изготовления изделий сложной формы и т ... Анализ исследовательских работ в области твердых сплавов показывает, что улучшение их качества и повышение эксплуатационных характеристик проводится по следующим основным направлениям ... КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Классификация по составу Современные спеченные твердые сплавы можно классифицировать по составу на четыре основные группы ... Сплавы первой подгруппы, как наиболее твердые и недостаточно прочные, применяются главным образом для обработки резанием чугуна, неметаллических материалов, некоторых видов сталей и жаропрочных сплавов, для оснащения волочильного инструмента, некоторых горных инструментов для бурения мягких пород, зубков врубовых машин, коронок вращательного бурения ... Сплавы второй подгруппы применяют в условиях умеренной ударной нагрузки, главным образом при черновом точении чугунов высокой твердости и жаропрочных сплавов, при перфораторном бурении крепких пород, частично для оснащения инструмента по обработке металлов высадкой и штамповкой ... Эти сплавы находятся еще в стадии разработки, технология их изготовления и оптимальные составы, как у нас, так и за рубежом еще окончательно не установлены ... Сплавы обладают высокой твердостью и износостойкостью при резании сталей, но вследствие повышенной хрупкости применяются главным образом при чистовых и получистовых операциях ... Группы твердых сплавов для резания в соответствии с едиными обозначениями, предложенными международной организацией по стандартизации ИСО Подгруппы по Соответствующая марка сплава по ГОСТ ... Сечение стружки ванный со сфе стали, мар среднее роидальным ганцовистая графитом и ков сталь, ков кий чугун, цвет кий чугун ные металлы ... Сечение стружки ванный со сфе стали, мар среднее роидальным ганцовистая графитом и ков сталь, ков кий чугун, цвет кий чугун ные металлы ... Их применение дает большой экономический эффект, особенно в автоматических установках и линиях, где быстрый выход из строя одной детали останавливает всю линию ... Если раньше считали, что для обработки сталей нужны сплавы ТК, а обработки чугуна ВК, то с появлением большого количества сталей и чугунов потребовались и спецмарки, хотя для обычных сталей и чу ... Однако относительно высокие температуры и существование жидкой фазы при спекании дают возможность рассматривать состояние образующихся сплавов как равновесное или приближающееся к равновесному в системе из трех компонентов вольфрам, углерод, кобальт ... Нортон рекомендуют избегать медленного охлаждения при производстве твердых сплавов, чтобы предотвратить возможное появление фазы п, что не было подтверждено в последующих работах ... В настоящее время с учетом имеющихся данных разных авторов можно считать установленным, что для стехиометрического содержания углерода растворимость карбида вольфрама в кобальте при температуре затвердевания эвтектики у ... В начале нагрева спекание происходит без участия жидкой фазы, поскольку точка плавления наиболее легкоплавкого компонента в спекаемой смеси кобальта составляет ... С течением времени, когда все количество твердого раствора у перейдет в жидкость, спекаемое тело будет состоять из частиц карбида вольфрама, не растворившихся ... Для двухфазных же сплавов, среди которых находятся и сплавы технических марок, наблюдалась иная картина концентрация карбида вольфрама в кристаллизующемся в этих условиях твердом растворе на основе кобальта не превышала ... В связи с этим целесообразно с точки зрения металловедения рассмотреть возможность использования никеля в качестве цементирующего металла в сплавах на основе карбида вольфрама и найти различия в свойствах сплавов ... Можно избежать появления в сплавах и структурно свободного углерода, если снизить содержание его в исходной смеси или в исходном карбиде вольфрама с учетом расположения в системе ... По его мнению, различие в поведении кобальта и никеля в сплавах с карбидом вольфрама обусловлено неодинаковой способностью этих металлов к измельчению в процессе мокрого размола смесей порошков ... С помощью рентгеновского анализа ему удалось показать, что зерно кобальта в обычно принятых условиях размола измельчается в большей степени, чем зерно никеля ... Микротвердость твердого раствора на основе никеля, несмотря на большую концентрацию растворенного в нем карбида вольфрама, оказалась существенно ниже, чем твердого раствора на основе кобальта ... Правда, результаты определения свойств насыщенных твердых растворов вольфрама и углерода в кобальте и никеле не могут служить достаточным основанием для оценки свойств цементирующих фаз в технических сплавах ... Авторы определяли концентрацию вольфрама, растворенного в кобальте и никеле, методом химического анализа растворов, полученных извлечением цементирующей фазы ... На основании полученных данных авторы делают заключение, что кобальт может быть заменен железоникелем в сплавах с высоким содержанием связки, предназначенных, например, для ударного бурения и штампового инструмента при отношении Ре : ... Эта система изучена недостаточно, и о характере сплавов можно судить лишь по отдельным данным, касающимся бинарных, псевдобинарных и тройных систем, основанных на тех же компонентах, и достаточно подробно рассмотренных в монографии В ... Для объяснения структуры и свойств этих сплавов целесообразно рассмотреть системы на основе компонентов, входящих в состав сплавов, и соответствующие диаграммы состояния ... Для объяснения структуры и свойств этих сплавов целесообразно рассмотреть системы на основе компонентов, входящих в состав сплавов, и соответствующие диаграммы состояния ... Структура богатых кобальтом спеченных сплавов при содержании карбидов, превышающем предел растворимости, характеризуется присутствием эвтектики и кристаллов твердого раствора Т ... Фаза твердого раствора на основе карбида титана присутствует в структуре в виде зерен округлой формы наряду с зернами карбида вольфрама огранённой формы ... Твердость и микротвердость твердого раствора изменяется в зависимости от содержания углерода в пределах однофазной области, хотя данные у авторов различны ... Температура Кюри снижается с повышением концентрации вольфрама и углерода в твердом растворе, что может служить критерием при оценке состава твердого кобальтового раствора ... Нага в одной из своих работ по свойствам твердых растворов на основе кобальта отмечают рост пластических характеристик при одновременном увеличении твердости и прочности при растяжении и сжатии, что не характерно для твердых сплавов ... ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Технологические схемы изготовления изделий из различных марок твердых сплавов идентичны, но могут различаться по наличию или отсутствию отдельных технологических операций, используемого оборудования и т ... Характеристика вольфрама Наиболее распространенным примером получения в промышленности чистых порошков металлов восстановлением водородом из оксидов является производство порошков вольфрама и молибдена, применяемых для изготовления изделий из этих металлов и сплавов на их основе, а также в производстве спеченных твердых сплавов ... Реакции на этих стадиях сводятся к образованию промежуточных оксидов в результате взаимодействия с водородом, а также взаимодействия их между собой в твердой фазе, а в некоторых случаях и с металлическим вольфрамом ... Равновесные условия реакций восстановления оксидов вольфрама водородом Важным показателем, по которому можно судить о характере реакции, являются условия ее равновесия ... Реакции восстановления могут протекать при значительном содержании паров воды в газовой смеси, причем реакции образования промежуточных оксидов р и у требуют меньших концентраций водорода в равновесной газовой смеси, чем реакция образования У ... Данные показывают, что с целью получения ббльшего выхода конечного продукта реакции, ускорения ее протекания, процесс следует вести при повышенных температурах ... Однако при практическом его осуществлении необходимо учитывать заметную летучесть кислородных соединений вольфрама и молибдена, особенно их высших оксидов, что приводит к заметному изменению зернистости получаемого порошка ... Колебание в содержании влаги в водороде нежелательно еще и в связи с тем, что это существенно влияет на величину зерна вольфрамового порошка и нарушает тем самым стандартность его свойств ... Механизм восстановления оксидов газообразными восстановителями Современные представления о механизме восстановления оксидов металлов газообразными восстановителями ... реакции, сопровождающейся превращениями в твердом состоянии, когда исходное твердое тело с одной кристаллической решеткой исчезает и образуется твердый продукт с другой кристаллической решеткой ... Сильное замедляющее действие паров воды, не намного ниже равновесных, объясняется адсорбцией водяных паров на поверхности оксида, что уменьшает количество энергетически выгодных для восстановления мест и блокирует развитие реакции на поверхности ... Факторы, определяющие размеры частиц порошка вольфрама при восстановлении Производственные наблюдения и исследования показали, что в зависимости от условий восстановления, как из крупнокристаллического, так и из мелкого порошка оксида вольфрама ... Кристаллохимические превращения Образующиеся в процессе восстановления промежуточные оксиды и металлический вольфрам имеют кристаллическое строение ... Не вдаваясь в детальное описание морфологических превращений, имеющих некоторые особенности, в зависимости от условий восстановления, рассмотрим протекающие структурные изменения ... Концентрация паров воды, образующихся в порах порошка, зависит от температуры и скорости ее подъема на первой стадии восстановления, скорости подачи водорода в печь, толщины слоя порошка в лодочке, его газопроницаемости, ... В этом случае повышение температуры, увеличивая скорость восстановления, приводит к росту влажности водорода в порах слоя порошка, что тормозит образование зародышей и способствует укрупнению частиц ... Высокая температура, ускоряя процесс восстановления, существенно увеличивает концентрацию паров влаги, что способствует образованию летучих гидратов У ... Концентрация паров воды в реакционном пространстве может быть и недостаточной для окисления всех частиц, однако в порах между частицами порошка она может достигнуть величины, обеспечивающей окисление мельчайших частиц, давление паров воды над которыми, из ... прочность, с которой атомы удерживаются на поверхности мелких и крупных зерен, а следовательно и химическая активность, упругость испарения изменяются при изменении кривизны поверхности ... К производству допускаются вольфрамовые соединения, в которых примеси алюминия, железа, натрия, кальция, ванадия, калия, кремния, магния, мышьяка, фосфора и серы составляют в сумме не более ... Практика восстановления триоксида вольфрама водородом Восстановление осуществляют в стационарных многотрубных электрических печах с периодической продвижкой лодочек ... С целью получения крупнозернистого вольфрама для специальных марок твердых сплавов используют печи с прямоугольными керамическими муфелями из алунда, в которых температура восстановления составляет ... Вместе с тем разбивка на две операции связана с дополнительными загрузками и выгрузками порошков, что приводит к увеличению механических потерь дорогого металла и его загрязнению ... Для создания однородных партий порошка вольфрама его усредняют с помощью перемешивания в больших смесительных вращающихся барабанах или лопостных смесителях, после чего он поступает на контроль ... Для каждой марки твердого сплава применяют свой порошок вольфрама в соответствии с техническими условиями, согласно которым различают мелкие порошки с размером частиц ... В связи с этим большое значение приобретает механизм восстановления, основанный на испарении оксидов вольфрама, адсорбции их паров на поверхностях частиц сажи и образовании кристаллов вольфрама за счет взаимодействия частиц сажи с адсорбированными оксидами ... При этом контакт между реагентами осуществляется в результате переноса паров оксида на поверхность восстановителя, и реакция восстановления начинается при температуре ... Во многих случаях возгонка твердых оксидов приводит к образованию в паровой фазе соединений низших валентностей, термодинамическая прочность которых увеличивается с ростом температуры ... В этих условиях углерод быстро и полностью вступает в реакции с оксидами, путем его диффузии через тонкие слои первоначально образовавшегося металла и промежуточного слоя ... В этих условиях углерод быстро и полностью вступает в реакции с оксидами, путем его диффузии через тонкие слои первоначально образовавшегося металла и промежуточного слоя У ... При рассмотрении процесса углеродного восстановления нельзя забывать, что термодинамические процессы образования карбидов тугоплавких металлов сопровождаются более значительным уменьшением изобарного термодинамического потенциала, по сравнению с получением чистого металла ... При больших размерах шаровых мельниц на этой же операции размола одновременно происходит и образование однородной и усредненной крупной партии порошка, или же усреднение производят в специальных больших смесителях ... ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГАЛОГЕНИДОВ ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА ВОДОРОДОМ Успехи, достигнутые в последнее время в процессах по глубокой очистке низкокипящих высших галогенидов ... Возрастающая потребность молибдена и вольфрама в специальных отраслях промышленности и техники повышает требования к их чистоте, в первую очередь к содержанию кислорода, который существенно снижает механические ... Низкие точки кипения, высокое давление паров галогенидов позволяют легко осуществить их глубокую очистку дистилляционными методами, а отсутствие в хлориде кислорода позволяет получить металл с весьма низким содержанием примеси ... Современные методы очистки электролитического водорода, позволяющие снижать содержание примесей кислорода и влаги в нем до незначительных следов, дают возможность получения металлов с минимальным содержанием кислорода ... Термодинамическая возможность восстановления металла определяется условиями равновесия, зависящими от температуры и парциальных давлений газовых реагентов ... Восстановление в кипящем слое Для производства компактных пластичных заготовок из тугоплавких металлов представляет интерес получение гранулированных порошков, состоящих из крупных гладких частиц, обладающих небольшой удельной поверхностью, что сводит к минимуму загрязнение порошков примесями оксидных пленок и адсорбированных газов ... Частично образующиеся тонкодисперсные порошки и низшие хлориды улавливаются в пылевой камере и рукавном фильтре и направляются на хлорирование с целью получения хлоридов Мо или ... |
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.