полнения режущих элементов из металлокерамических твердых сплавов вольфрамокобальтовой группы.

Технико-экономический расчет показывает, что при создании особо точного инструмента его целесообразно оснащать режущими деталями, изготовленными не полностью из твердого сплава, а биметаллическими, которые состоят, например, из 25 % твердого сплава ВК20 или ВК15 и 75 % термообрабатываемой стали 50ХНМ, 5ХНВ, 4Х5МФС и др.

Механическое крепление твердосплавных элементов в инструменте предполагает дополнительный расход твердого сплава, кроме того, оно недостаточно надежно при многократной заточке или подгонке инструмента при его подготовке к работе.

Пайка низкотемпературными припоями в индукторах или газовом пламени повышает надежность крепления, но прочность самого соединения мала из-за наличия больших напряжений в паяном шве вследствие разницы в КЛТР материалов. Кроме того, неконтролируемые скорости нагрева и охлаждения в процессе пайки приводят к появлению микротрещин на поверхности твердого сплава, которые впоследствии вызывают разрушение инструмента.

Способы сварки плавлением практически не могут быть применены для соединения твердых сплавов со сталями ввиду их металлургической несовместимости.

Как показали многочисленные исследования, соединение этих материалов необходимо выполнять в таких условиях, когда между деталью из твердого сплава и ответной деталью из стали отсутствует жидкая фаза, приводящая к нарушению целостности поверхности и возникновению напряжений. Кроме того, важное значение имеет возможность управления скоростями нагрева и охлаждения. Этим требованиям отвечает диффузионная сварка.

Осуществить диффузионное соединение твердых сплавов друг! с другом или со сталями при температурах, не превышающих температуру их плавления, практически невозможно, так как их диффузионная активность вплоть до температуры плавления минимальна. Поэтому во всех случаях применяют промежуточные слои из фольги, напыленных или химически осажденных металлов, которые активируют свариваемые поверхности и обеспечивают высококачественное соединение.

Твердые сплавы — гетерогенные материалы, представляющие собой смесь карбидной составляющей (\^С, ТіС, ТаС) и связующего (№, Со, Мо), изготавливают методами порошковой металлургии при температурах, обеспечивающих образование жидко фазы. Они имеют высокий предел прочности при сжатии, облада ют высокой износостойкостью, твердостью и низкой пластичное тью, что предопределяет ряд особенностей процесса диффузион ной сварки.

Рис. 4.36. Изделие, полученное диффузионной сваркой твердого сплава ВК6 со сталью У8

Прочность сварного соединения твердого сплава со сталями зависит от качества подготовки соединяемых поверхностей, в частности их шероховатости (не более 1,25 мм) и отклонения от

параллельности (в пределах 0,02 мм). Поэтому их сварку выполняют через пористые промежуточные слои, претерпевающие усадку и нивелирующие отклонение размеров от требуемых. Исследована возможность использования промежуточных порошковых слоев на основе двойных смесей N¡—00. №—Си и Си—Со с различным содержанием компонентов. Наилучший результат получен с промежуточными слоями из УДП N1—Со.

Диффузионную сварку твердого сплава ВК6 (содержащего 94 % уУС и 6 % Со) со сталями 35 и У8 (рис. 4.36) проводят через промежуточный слой из смеси 75 % УДП N1 с 25 % УПП Со (этот состав, как показали эксперименты, является оптимальным для данной пары материалов). Аналогичный состав используется при сварке сплава ВК20, содержащего 80 % \УС и 20 % Со. Параметры режима таковы: Т= 85О.900'С. Р= 10. 15 МПа и I = 30 мин. Предел прочности соединения на разрыв 600.900 МПа; разрушение происходит по твердому сплаву.

При сварке твердого сплава со сталями с применением промежуточных слоев из смесей порошков никеля и кобальта в результате взаимной диффузии соединяемых материалов образуется переходная зона, в формировании которой принимают участие практически все компоненты этих материалов. Наибольшую активность в данном процессе проявляет никель, который способен диффундировать в сплав на 25 .30 мкм по границам зерен. В результате, с одной стороны, происходит замещение кобальта в сплаве никелем, при-

рис. 4.37. Микрофотография (350х) структуры зоны соединения твердого сплава ВК6 (/) со сталью У8 С?) через промежуточный слой (2)