Применение металлокерамики в промышленности . Обоснование технико-экономических преимуществ и основные виды применения.

Твердые металлокерамические сплавы относятся к группе материалов, обладающих большой твердостью, красностойкостью (до температуры 1200°), высокими свойствами резания металлов (до 2000 м/мин) и сопротивлением истиранию. В отличие от углеродистой стали металлокерамические твердые сплавы никакой термической обработки не требуют. Благодаря указанным преимуществам металлокерамические твердые сплавы нашли широкое применение во всех областях промышленности при обработке металлов резанием (изготовление режущих инструментов), давлением (при волочении, штамповке, калибровании и др.). Кроме обработки металлов, металлические твердые сплавы нашли широкое применение также в обработке различных керамических материалов в угольной и рудной промышленности, при изготовлении зубьев врубовых машин, бурильных молотков, электросверл, а также в ряде других отраслей техники. Основой твердых металлокерамических сплавов, выпускаемых нашей промышленностью, являются карбиды (химические соединения) вольфрама, титана и кобальта. В зависимости от способа получения твердых сплавов их можно подразделить на две группы: металлокерамические (полученные спеканием) и литые (наплавочные). Металлокерамические сплавы изготовляют из мелких порошков вольфрама или другого тугоплавкого металла и связующего порошка вязкого металла (кобальта или никеля). После тщательного перемешивания таких порошков в определенных весовых количествах их засыпают в специальные стальные пресс-формы, и эта смесь прессуется под давлением 1000- 4200 кгс/см2. Полученные в пресс-формах полуфабрикаты спекаются в электропечах при температуре, близкой к температуре плавления связующего вещества (1400-1500°). При спекании связующий металл (кобальт) расплавляется и, обволакивая зерна, связывает их. После спекания эти пластины приобретают нужную прочность. Полученные таким путем пластины имеют твердость HRA = 85 и более и теплостойкость до 1000°. Форма пластин самая разнообразная и зависит от конструкции режущего инструмента. Пластины твердых сплавов служат для оснащения шаберов, сверл, зенкеров, резцов, фрез и других режущих инструментов. Их припаивают к державкам, изготовленным из углеродистой стали, затачивают на специальных наждачных кругах и используют в качестве режущего инструмента. В соответствии с ГОСТ 3882-53 металлокерамические твердые сплавы, выпускаемые в России, разделяются на две основные группы: вольфрамокобальтовые, состоящие из вольфрама и кобальта, и титановольфрамовые, состоящие из вольфрама, титана и кобальта. Вольфрамокобальтовые сплавы обладают несколько меньшей твердостью, но зато более вязки, чем титановольфрамовые. Внутри каждой группы в зависимости от химического состава эти сплавы имеют различное применение (табл. 1).

Таблица 1 Состав, свойства и назначение металлокерамических твердых сплавов

Буква К в марке сплава указывает на присутствие кобальта (%), В - содержание вольфрама, а Т - титана. Например, марка ВК2 расшифровывается следующим образом: вольфрамокобальтовый твердый сплав с содержанием 2% кобальта; ВК8- вольфрамокобальтовый сплав с содержанием 8% кобальта и т. д.; Т15К6 - титановольфрамовый сплав с содержанием 15% титана и 6% кобальта, остальное карбид вольфрама.