Вердые сплавы WC—HfC(TiC)—Со

После того как подробно исследовали влияние доба – ок TiC1 ZrC, VC, NbC, TaCf Cr3C2 и Mo2C к твердым плавам WC—Co(Ni), осталось не изученным еще пове – ение HfC. Применение карбида гафния стало доступ­ным лишь в последние годы, когда окись гафния явилась продуктом отходов при получении чистого циркония для ядерной техники.

Таблица 24

Состав и свойства твердых сплавов, содержащих карбид гафния

Состав, %

Предел

Магнитное

Плотность,

Твердость,

Прочности

WC

HfC

TiC

Co

SfCMi

KTfMMt

При изги­бе*,

Насыщение 4Я(У

КГ/мм2

87

5

8

14,50

1450

150

150

83

10

¦—

7

14,40

1520

150

135

79,5

12,5

¦—

8

14,14

1450

150

149

89

15

6

14,35

1560

130

110

68

25

7

13,83

1500

140

128

84,5

5

4,5

6

13,60

1750

180

115

69

8

16

7

13,52

1670

140

115

* ±10 кГ/ммг.

Киффер, Бенезовский и Мессмер [16] провели под­робные исследования по замене карбидом гафния кар­бида титана в классических сплавах WC—TiC—Со, а также карбида тантала в некоторых промышленных сплавах WC—TiC—TaC—Со. В табл. 24 приведены со­став и свойства исследованных сплавов. Несмотря на то что содержащие HfC твердые сплавы изготовляли в не­благоприятных производственных условиях, при точении стали и чугуна получили хорошие результаты в сравне­нии со стандартными высококачественными сплавами. Хотя HfC и не является пока с экономической точки зрения заменителем карбида титана, он может полно­ценно заменить TaC, так как превосходит его по твер­дости и вязкости (см. табл. 22). Техническое значение добавки HfC к сплавам WC—TiC—TaC-Со Киффером, Бенезовским и Мессмером подробно не изучено.

С точки зрения структуры содержащие HfC твердые сплавы не отличаются от обычных многокарбидных твердых сплавов WC—TiC. Наблюдаются округлые зер­на фазы твердого раствора HfC—WC или HfC—TiC— WC наряду с угловатыми кристаллами WC и связующей кобальтовой фазой.

Твердые сплавы WC—Mo2C—TiC—Ni(Co)

Технически большее значение, чем сплавы WC— Mo2C-Ni(Co)[7] [3, 98, 118, 119] и Mo2C-TiC-Ni(Co) (см. раздел «Безвольфрамовые твердые сплавы»), име­ют сплавы, состоящие из всех трех карбидов [3, 118]. В табл. 25 приведены свойства некоторых таких сплавов. Добавки Mo2C к сплавам WC—TiC—Со повышают твер­дость за счет прочности. При большом содержании Mo2C можно повысить вязкость сплава, применяя в ка­честве связки вместо кобальта никель. Сплавы на ос­нове Mo2C—WC—TiC хорошо зарекомендовали себя при обработке стали, однако, они менее прочны и вязки, чем соответствующие сплавы, не содержащие Mo2C.

Таблица 25

Свойства твердых сплавов WC—Mo2C—TiC С различными связками

Номер сплава

Состав, %

Твердость по Роквел – лу HRA

Предел проч­ности при изгибе, кГ! мм3

WC*

Mo2C

TiC

Ni

Со

1

76

1

16

1

6

91

120

2

76

2

16

6

91

115

3

73

5

16

3

3

91

100

4

60

16

16

8

91

100

5

60

16

16

8

91,5

85

6

30

30

25

15

91

85

7

15

30

45

5

5

91

90

8

15

30

40

10

5

91

100

9

15

15

55

5

5

91

100

10

18

10

65

2

5

92

95

* Исходная величина зерна 1—8 мкм.

Сплавы № 1, 2 и 4, приведенные в табл. 25, сыграли определенную роль в 1931 —1933 гг., однако были вытес­нены позднее сплавами сходного состава, не содержащи­ми Mo2C. Сплавы № 5, 6, 7 применяли во время второй мировой войны в целях экономии WC. В настоящее вре­мя эти сплавы вновь начинают применять при обработке стали на высоких скоростях резания.

Сплавы на основе WC—ZrC

Пригодность твердых сплавов WC—ZrC—Со к обра­ботке материалов, дающих сливную стружку, очень под­робно исследована Киффером [120]. В табл. 26 приведе­ны свойства этих сплавов и эффективность их примене­ния, полученная при точении стали, в сравнении со спла­вами WC—TiC—Со.

Таблица 26

Свойства и стойкость при резании твердых сплавов

WCZrCCo и обычных сппавов WCTiCCo

Состав, %

78WC,.16ZrC, 6Со 78WC, 16TiC, б Со 75,5WC, 16ZrC, 8,5Со 75.5WC, 16TiC, 8,5Со 87,5WC, 4ZrC, 8,5Со ‘ 87,5WC, 4TiC, 8,5Со

Твердость по Pоквел лу HRA

Не более 90 Не менее 91 89

90,5

89

О –

X 4) УО О X

Cg

S St=S

,S1St – Сн«

Ч

С

95 110 100 120 125 155

89,5

Стойкость при резании стали SM»

11,3 11,2

11.3

10,9 13,0

13.4

Ширина

Площадки

Износа,

MM

Скорость резаиия,

MjMUH

0,300

140

0,205

140

0,395

120

0,255

120

0,250

85

0,185

85

81

* CT8 =85 кГ/мм2, а = 5 мм, s=0,8 мм, ^ = IO мин.

Готового твердого раствора ZrC—WC получают вполне равноценные твердые сплавы почти с такой же произво­дительностью резания (табл. 27). Влияние ZrC в твер­дых сплавах WC—TiC-Co и WC—TiC—TaC(NbC)—Со заслуживает обстоятельного изучения.

Таблица 27

Свойства и стойкость при резании сплавов WC—ZrC—Со в сравнении со сплавами WC—TiCCo

Стойкость при резаиии стали SM

Squ

АЭ о

=S:

SS

А м о ^ я о HQ-

Состав,

Л.

О s J

° я 5

S

О Л

* ? "а о й-5?

T^ Sr S

OJ СД

69WC, 25ZrC, 6Со

78WC, 16TiC, 6Со

83.5WC, 8ZrC, 8,5Со 86,5WC, STiC, 8,5Со

Не менее

10,9

11,2

12,9 13,4

90

110

125 155

0,205

0,200

0,180 0,180

140

140

83 85

+ 91 Не менее + 91 89,5

Свойства твердых сплавов WCVC-Со, WCNbCCo и WC — карбид хрома — Со

Состав, %

О с

И >>

О ^

O. S

С о.

Э ь S^

Обрабатываемый мате­

О ?

О

Ю S

О ч

И о

Риал

О >

Z

<=>•2 сч Р.

А х

5

QJ X Cv a og

¦3-8

С я s и

94

1

__

5

91,5

140—160

Чугун и твердый чугун

89

5

5

92

120—140

Чугун (охрупчивание)

79

JO

5

92

100—120

Чугун (возрастающее

160—180

Охрупчивание)

94

1

5

91,5

Чугун и твердый чу­гун

93

2

5

91,5

155—175

Чугун и твердый чу­гун

90

5

5

91

145—170

Чугун и твердые стали

85

JO

5

90,5

140—160

Чугун и сталь

75

20

5

Не более 90

120—140

Мягкие стали

94,5

0,5

5

91,5

150—160

Чугун, волоки, песко­

130—140

Струйные сопла

94

1

5

92

Охрупчивание

90

5

5

93

80—100

Сильное охрупчивание