2. Промышленные марки твердых сплавов

Твердые сплавы WC—Со

Как уже указывалось выше, твердые сплавы WC — Со были первыми металлокерамическими твердыми спла­вами, которые получили большое промышленное приме­нение. Они предназначаются преимущественно для обра­ботки материалов, дающих стружку надлома, и для из­готовления быстро изнашивающихся деталей [1—4]. В табл. 8 наглядно показано изменение физических и ме­ханических свойств сплавов WC — Со при увеличении со­держания кобальта [3]. Для сравнения приведены также свойства чистых WC и Со. Вязкий кобальт характеризу­ется удлинением до 20% в отожженном состоянии и очень высокой ударной вязкостью (750 смкг1). Сплавы WC— (6—11%) Со имеют 40—90 смкг. Прочностные характе­ристики сплавов с содержанием от 30% Со до чистого кобальта, представляющие интерес лишь с теоретической точки зрения, приведены в работе Нишимацу и Гёрлен – да [5].

Большая часть данных, приведенных в табл. 8 — это средние значения; лишь данные по плотности, твердости и пределу прочности при изгибе указаны в предел’ах, ха­рактерных для большинства твердых сплавов. Твердость сплавов WC — Со при одинаковом составе увеличивается с уменьшением размера карбидных зерен, в то время как крупнозернистая карбидная фаза способствует сни­жению твердости и повышению вязкости сплавов. Отме­чено, что снижение содержания С0бш (т]-фаза) повышает твердость сплавов, а увеличение содержания Ccbo6 сни­жает твердость и повышает вязкость. Поэтому имеется много металлургических средств и технологических воз­можностей для варьирования сортов твердых сплавов WC — Со и получения свойств, необходимых для специ­альных областей применения. Так, например, крупнозер­нистый, вязкий сплав WC — Со с 5,5% Со применяют для обработки нормального, мягкого и среднетвердого чугуна, тогда как этот же сплав, но мелкозернистый, бо-

YtO-YtOXW

Ю =T

S

С \о

Га

СО U3

‘эииЭ1ган! ¦odnooodiHaife эонч! Гэ1/Д

S 9. я g. s s

(N

T-T

I

T– U3

¦е-а

S. S

5 T

¦ <а

M О * О

Sof-

SKK 3=я S

Si« к

S к

5 = е. н

Щ ги Ь – OJ

О CS

О о

О о О О О О CD — ю CD

I I

О о о о со со U3

О О

Oto®.

О

О о

CD OO

CW

О со

О

О00

S^gco

U О

О h

О о

O О CD со

I U3"

CD CN CD

CD I CD О О СО

U

О

О^оЯ.

Дач

H о. Si

О а> S

О

С* Ъйг CL-^4"

A s о В

5 S S * щ 5 s-»

L

1= ag.*

U ?

(gvde-yso-wo)

/VVy ‘4J.00H

-ircraodnoimai

-IiiDOJAdnA

QirXrow

%WWiJH ‘,„НИ1ШКЗ

Hdu ихэои – hodu irafadu

^ о

СТЭ

СТЭ со

CD

Tf

I OJ CN

,—I ¦—I *

1—I

— I!

I

I "—*

~ I I

I

I

О о

О

ООО

О

О

О

ООО

О

ООО

О

ООО

О

О о

ООО

О

ООО

О

ООО

О

О о

CN О О

О

О о ю

О

ООО

О

О о

M – Sf

CN

СО СТЭ 00

00

CD Tf О

Г-

-=*1 оо

T^ CD CD

CD

CD LO LD

U3

Ююю

Tf1

^f1 —с

ООО

O

ООО

О

ООО

О

° I

О СП 00

O

Юсоь

CD

Ю СЭ – CJt

CN

О I

То ю ю

Ui

Ю "f Tf

Tf

Tf СО СО

Со

То

M

«

«

*

*

*

О О

О

О о U3

О

ООО

О

О о

О <М "Ж

00

СD СТэ стэ

О

—«<N CD

00

О (N

Ю — —

I I I

I

T I I

CN

I

<N CN (N

I I I

(N

I

То —

I I

I I I

ООО

I

О

I I I

О Q Ю

I

О

I! I

ООО

О

СЦ

Поет

CD

CD

T– 00 О

О

00

—< — (N

(N

О OO

O

ООО

О

ООО

О

OOUl

О

О о ю

О

Ю т ю

О

О О

О t– CD

CD

U3 – Cf

TT

СО CN —«

О

Ю U3

<N —< —

I I I

I

T I I

I

I T I

T

О) CN I I

I I I

ООО

I

O

I I I

ООО

I

О

I I

ООО

I

О

I I

О U3

О о ю

О

О о ю

О

Ю U3 ю

О

U3 CN

Оо CD ю

UJ

CD тг ТО

Со

CN-O

СТЭ

00 —.

T—< » t—I

»—< г-*

1—4 , I *

CN О О

Oi Oioi

/tinfaeHod он qioofdaai

—. I О

О DO) I ЮО)

I I I ю-о I

0 —< стэ со стэ 00

(N

00

I I

О

00

00

I

CN со

К о.

1 Ol 00 СО 00

00 (N

О OOm

Tf со" СО

Со

CN

00 ю со

Tf Tl*" Tf

U к

Sf

Со

Tf

T

О

U3 Ci

— r-w

О

CO

CN О СО

Со

Омл ю – c^ – e^

CN —

О

VU LO

Ю

S *

Ю I I

I

О ГО

— — о

00

С

IO IO

Tfl

U ?

Ю г-

Ю о

00 со 00

К га CXvo! U о

О о со о

Ю ю о ««и

M со -«f

Ю

Ю

U3

U3

IH

*

*

U3

IO

Ст>

От

4

I

СТЭ

ОJ

Лее твердый, применяют для обработки твердого и особо твердого чугуна, а также для рифления и прецизионного сверления чугуна. В большинстве случаев высокая твер­дость сплава сочетается с более низкими значениями пре­дела прочности при изгибе и с хрупкостью и, наоборот, низкая твердость — с более высокими значениями преде­ла прочности при изгибе и с большей вязкостью. По сравнению с твердыми сплавами, содержащими TiC и TaC (NbC), сплавы WC—Со при одинаковом содержа­нии кобальта обладают более высокой вязкостью и пре­делом прочности при изгибе, а также лучшей тепло – и электропроводностью. Однако стойкость этих сплавов против окисления и коррозии значительно ниже, что вле­чет за собой большую склонность к привариванию стружки при точении.

В последнее время наблюдается явная тенденция к введению в сплавы WC — Со с 4,5—18% Со присадок 0,5—3% TaC+ TiC, которые препятствуют росту зерна и повышают твердость, однако лишь в небольшой степени влияют иа все остальные свойства твердых сплавов.

Твердые сплавы WC—TiC—Со

«Легирование» металлокерамических сплавов WC — Со карбидом титана или, еще лучше, TiC — WC-твердым раствором существенно улучшает их стойкость против окисления, твердость и жаропрочность, что позволяет об­рабатывать материалы, дающие сливную стружку, осо­бенно стали [2—4, 6—8]. Благоприятно сказывается так­же пониженная теплопроводность и меньшая склонность к привариванию стружки при обработке’стали и других материалов, дающих сливную стружку. Сплавы с неболь­шими добавками TiC можно применять в качестве уни­версальных, а также для обработки материалов, дающих стружку надлома.

Физические и механические свойства сплавов WC — TiC — Со в зависимости от содержания TiC приведены в табл. 9 [3, 8, 9].

Твердые сплавы WC—TaC(NbC)—Со

Присадка TaC к твердым сплавам WC — Со, анало­гично присадке TiC, уменьшает затупление фаски, износ

Tf СО Tf Tf

D H fc S X

Ssa si

=r

S

О I со ю CN I CN CN

» о • О

З* Sho о,’-1 я5S-G-® я

SlSs^aca

S^gafa* H и g

(^zxfe • изо ¦ ко)/га» Ч1Э0Н

-tfoeoduoiraax

Ю

Ю

<N

[

Ю

О>

I

I

Ю

I

Ю

LO

I

CD

CD

Со

I

О-

CTl

Стэ

П

Съ

CD

Ю

Ю

00

О>

Со

Ю

Tf

1

T

О

О

О

О

О

О

О

I

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

Se -3

О

И

И ?

*

,KKlJU ‘„ИИ1ЕЖ0 Hdu И1Э – OHbOdu iratfadu

Я ш

5 й ? *

JS

» S

FtO ^t –

CftS*

? о

Is-

8" X С, пП SS!-о с

О и >, о о ч^ so. чо;

ОС H

О •У

Ч

О H

О,

И

U ?

С

H ш

Oj а

?Г H Cj 5 т о

О. и

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

I

I

О

О

I

I

О

О

О

СО

Ю

Стэ

Tf

CN

CN

Со

Ю

Ю

UJ

UJ

Tf

CJ

Со

О

О

О

О

О

О

О

О

Со

ID

СО

I

I

OJ

Со

I

I

GO

CD

Ю

Tf

Tf

Tf

Tf

Tf

CJ

Со

О

О

О

О

О

О

О

Ю

О

О

О

О

СО

CO

Tf

CN

CO

О

CS

I

T

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

О

I

О

X

I

О

I

О

I

C-I

О

I

<г>

I

О

О

Tf

СО

Со

CD

CJ

I

CN

CTl

Со

CD

О

О

О

О

О

О

О

CS

О

О

И.»

IfJ

О

UJ

О

UJ

UJ

UJ

UJ

О

Со

Ю

Tf

LO

Tf

CD

CD

CD

OO

CTl

I

I

I

I

I

I

I

I

J

I

О

I

I

О

I

О

I

Г)

I

О

I

О

I

О

I

О

О

I

О

1

О

1

О

О

О

Ил

IO

О

UJ

О

UJ

TT1

Со

Со

IO

UJ

CD

LO

CD

00

""-*

""

""-*

Ю

Mt

Стэ

О

T

Г—I

T

CN

СО

CJ

Со

Стэ

Стэ

OO

Стэ

I

Ol

I

CTl

I

CTl

С» I

CTl I

Ol I

CTl I

CTl I

CTl I

I

О

I

Стэ

I

I

CTl

I

Со

I

О

О

I

О

I

О

I

CTl

I

CN

I

CN

C-I

Ol

Со

Со

00

Со

CTl

CTl

CTl

CTl

CTl

С»

CTl

Со

Tf

О

О

Со

CN

OO

О

Со

Tf

Со

Cl

С.)

CN

T

F4

*

T

I

I

I

I

CJl I

CiJ

I

Ю I

Lo

I

О

I

I

CN

I

OO

I

OO

I

I

О

I

CTl

I

CD

I

(-.

I

UJ

I

CN

Tf

Tf

Со

СО

CN

R-t

»

О

CTl

00

CD

Ю

Ю

О

Со

CTl

Со

Со

Со

CD

On

CD

CD

CD

‘ ‘

Ю

Ю

„ ,

CN

CN

Ю

IO

О

Tf

СО

СО

IO

CN

О

Tf

—•

CN

СО

CLl

00

IO

Ю

Tf

Со

CN

CN

On

00

Со

CTl

Tf

О

Qi

Со

Оу

OO

00

T—

CD

CJ

49

4—699

По передней поверхности режущего инструмента, а так­же склонность к свариванию со стружкой при обработке материалов, дающих сливную стружку. Поскольку, од­нако, TaC [2] обладает меньшей твердостью, чем TiC, про­изводительность твердых сплавов WC — TaC(NbC) —Со с содержанием 5—30% TaC(NhC) ниже, чем у сплавов WC-TiC-Co или WC-TiC-TaC(NbC)-Co при аналогичном содержании второго и третьего карбидов [8]. По этой же причине не нашли прйменения чистые сплавы TaC — Со и TaC — Ni, которые изготовляли в США под названием «Рамет».

Небольшие добавки TaC к твердым сплавам WC — Со способствуют уменьшению размера зерен, заторма­живая таким образом рекристаллизацию карбидной фазы и делая эти сплавы, как правило, более мелкозер­нистыми и твердыми, чем соответствующие сплавы без присадок TaC. Кроме того, такие сплавы можно спекать в более широком температурном интервале и, следова­тельно, они менее чувствительны к пережогу.

Твердые сплавы WC — Со с 0,75—3,5% TaC и 0,1 — 1,5% VC и/или TiC особенно пригодны для обработки специального отбеленного чугуна. Сплавы с содержани­ем до 5% TaC и 20—30% Со обладают хорошим сопро­тивлением ударной нагрузке; из них изготовляют матри­цы для высадки болтов, штампы и другие инструменты, подверженные ударной нагрузке.

Сплав WC-TaC(NbC) с 6% Со и 5—10% TaC(NbC) является универсальным твердым сплавом и применяется для обработки чугуна и стали. При содержании 9% Со им обрабатывают стали низкой и средней твердости; для обработки же чугуна мягкой и средней твердости этот сплав пригоден лишь относительно.

Сплавы с 20—30% TaC, так же как и сплавы WC — Со с 10—16% TiC, применяют в США для обработки стали, в частности низкой и средней твердости.

В табл. 10 приведены свойства промышленных твер­дых сплавов WC—TaC(NbC)—Со. Подробные данные об этих сплавах приведены в литературе [1, 7, 10—15].

CD СТЭ Tf СО

Tf t^

Tf СО

О

CN CS

Г^ lo

Tf TT

Стэ со 00 00

О о

M о

Tf CS

I

О

S

О о ш о ю со

О о о о

CD Ш

О о ~ cs

О о

M оо

О о

45 00

О

=53

О *

=K X

Ч 5 ™ S

0 о.

D со И M ^

1 S

CS Г} о. c^

О и

* S

* 5

Н о. о

СЧ

ПГ

Я=я >> о

М и!

HSg о cd <=t vo ч о.

П) (9 V

О, ь в vo ° f – O

X

Ч

Са

F-

<0

Ч

К

О

<0

Я

3

У

M

Я

А

M

Я

Со

S

О

О

Tf

Со

CS

I

CS

I

I

О

I

О

О

CS

CS

О о

R

CS

О

I

I

I

О

I

О

О

Ю

СП

CD

Tf

СО I

Со

I

I

Tf

I

CS

00

00

СО

О

Со

Со

I

I

I

1

Со

СО

О

Ш

CN

CN

LO

Ш

СО

О

Ю со

Tf Tf

Tf —.

Со со

?>

«

U

Я

О

X

U

Л

К

Ч

Sf

S

Св

X

S

О

W с

Ct CLJ

Я

О

S S

В

Л

Ч

О

D-

О.

Д

В"

<0 <а

H

В

¦j

Сз

О

03

То

« P

U

О

M

H

КЗ

О

Ct

O

Vo

О.

VD

Rt

Ф

M

D-

CQ

О.

VD

H

VO

О

О

О

О

О

S

CD

Ю

CD

^ л

0> S

О. ?

S *

«i sCr

T

О

T

M

T

О

С о. g. К

Tf

Со

Tf

CJ S

А.3

(L) *

О

О

О

О

IQ

О

?

Г-

О

Ч

А S

I

I

!

As «

8

О

О

»Я.

Ю

О

Я

HgS

CD

CD

CD

Ю

•а Ъ

Ь

CN

(N

O

О

СТЭ

СТЭ

СТЭ

I

I

I

О-Оч-, UCl[3]-G. СО

Ю

СТЭ

СТЭ

H О

К

СТЭ

ОС

СТЭ

Й

Tf

Tf

Tf

7

7

7

Я

I

I

1

H

П)

CD

LO

О

Ч

Tf

Tf

Tf

С

О

CD

LO

U

LO

O^

*

G4

М

П? t – O

О и

О ¦О Z

И

>

Со

U ¦

>

LO

H

7

Lq

:S

О

О

О

Cd

H

О

К

H

И

+

+

+

ET

LO

О и

О

CS~

Р.

U

?

Та

*

CS

Стэ

СТЭ

СТЭ

Систематические исследования о влиянии присадок TaC или TaC(NbC) на твердые сплавы WC — Со проведены Киффером [3].

Таким образом, небольшие и средние количества TaC с одновременной добавкой NbC, VC, HfC и в особенности с TiC оказывают благоприятное влияние на сплавы WC-Co.