Твердые сплавы
| Листать книгу |
|---|
| Листать |
| Страницы:
1 ... 19 ... 57 ... 95 ... 133 ... 171 ... 209 ... 247 ... 285 ... 323 ... 361 ... 388 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 держании ТаС или ТаС—NbC твердость сплавов недостаточна для экономичной обработки даже мягких сталей. Для резания чугуна теплопроводность этих сплавов слишком мала. ... Таким образом, сплавы WC—ТаС (NbC)—Со по своему техническому значению, в частности по пригодности к обработке материалов, дающих сливную стружку, уступают сплавам WC—TiC—Со или WC—TiC— ТаС (NbC)—Со. Добавки 0,5—20% ТаС (NbC) (предпочтительно 2—10%) представляют интерес с точки зрения универсальных сплавов и твердых сплавов для обработки материалов, дающих стружку надлома [116]. ... В табл. 23 приведены данные систематического исследования влияния твердых растворов ТаС и особенно ТаС—NbC на сплавы WC—TiC—Со, проведенного Киф-фером [3]. При постоянном содержании 5% TiC, 9,5% TiC ... и 15% TiC, а также 6% Со содержание ТаС—NbC варьировалось от 5 до 65%. С увеличением содержания ТаС—NbC (особенно выше 20%) сильно снижается предел прочности при изгибе, тогда как твердость уменьшается лишь умеренно. При оптимальных условиях из- ... Рис. 33. Зависимость предела прочности при из. гибе и твердости по Рок-веллу сплавов WC— TiC—ТаС (NbC) — Со от TiC — TaC(NbC) — Со ТаС (NbC) и Со: ... На рис. 32 показано влияние увеличения содержания ТаС—NbC для сплавов с 5, 9,5 и 15% TiC при постоянном содержании 6% Со, а на рис. 33 —влияние изменения содержания кобальта от 5 до 18%, причем использованы результаты работ [116, 117]. ... После того как подробно исследовали влияние доба-ок TiC, ZrC, VC, NbC, TaQ 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. ... 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. ... Технически большее значение, чем сплавы WC— Мо2С—Ni(Co)1 [3, 98, 118, 119] и Мо2С—TiC—Ni (Со) (см. раздел «Безвольфрамовые твердые сплавы»), имеют сплавы, состоящие из всех трех карбидов [3, 118]. В табл. 25 приведены свойства некоторых таких сплавов. Добавки Мо2С к сплавам WC—TiC—Со повышают твердость за счет прочности. При большом содержании Мо2С можно повысить вязкость сплава, применяя в качестве связки вместо кобальта никель. Сплавы на основе Мо2С—WC—TiC хорошо зарекомендовали себя при обработке стали, однако, они менее прочны и вязки, чем соответствующие сплавы, не содержащие Мо2С. ... 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 МогС 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. ... 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. ... 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—Со и WC—TiC—ТаС (NbC)—Со заслуживает обстоятельного изучения. ... Первый путь пока не привел к получению пригодных для резания твердых сплавов; исключение составляет лишь некоторый успех в области окисной керамики и режущего материала окись алюминия — карбид (см. главу VI). ... Стабильными и относительно легко спекаемыми нитридами являются нитриды титана и ванадия. При горячем прессовании этих нитридов с металлами группы железа, в частности с никелем, получают твердые материалы металлического характера с зеркально-глянцевой поверхностью латунного и золотисто-желтого цвета. Твердость и износостойкость этих сплавов существенно ниже, чем у карбидов. Нитрид титана, изоморфный карбиду и моноокиси титана, присутствует во многих высокотитановых твердых сплавах в количестве 1—3% как неизбежная примесь [121]. ... Майер и Айлендер [95] описывают твердые сплавы из нитрида титана и нитрида ванадия, а также из соответствующих смесей карбид—нитрид с кобальтовой связкой. Однако твердость этих сплавов совершенно недостаточна для резания материалов. ... О нитридах остальных нитридобразующих металлов групп IVa и Va периодической системы опубликовано очень мало подробных работ и проведено слишком мало практических опытов, чтобы можно было судить о возможности применения сплавов на их основе в качестве металлокерамических твердых сплавов. Нитриды карбидообразующих металлов группы Via, очевидно, тем нестабильнее, чем выше склонность этих металлов к карбидообразованию. В то время как нитриды хрома и молибдена имеют некоторое техническое значение [95], нитрид вольфрама является весьма неустойчивым. ... Таким образом, нитриды в качестве основы мало пригодны для производства твердых сплавов из-за высокой упругости паров азота при температуре спекания и склонности к образованию карбидов при обычных условиях спекания. ... Существенно большее значение имеют бор иды 1 [122]. Трудности получения боридов без загрязнения их карбидами, нитридами и окислами препятствовали техниче- ... скому применению боридов металлов; однако, в последние годы эти трудности были преодолены. В отличие от большинства нитридов и силицидов бориды имеют более ярко выраженный металлический характер. До настоящего времени техническое значение приобрел лишь борид хрома в качестве наплавочного твердого материала !. Методом горячего прессования борида хрома удается получить представляющие интерес высокожаростойкие твердые сплавы [123]. ... Шедлер3 предлагает использовать в качестве режущего материала фасонные изделия из TiB2 и TiC (в соотношении 1 :2) без связки. По результатам испытания резанием эти материалы аналогичны режущей керамике. ... В качестве режущих материалов предложены материалы на основе тройного соединения Mo2NiB2 [125, 128—131]. Испытания по точению стали, чугуна и цветных металлов дали относительно хорошие результаты, однако величина предела прочности при изгибе этого сплава является пока неудовлетворительной. ... Второй путь, т. е. замена карбида вольфрама другими тугоплавкими, карбидами и твердыми растворами карбидов, характерен следующим: ... изготовление «Титанита S» (карбид титана—карбид ' молибдена—никель) Шварцкопфом, Хиршлем и Киффе-ром в 1930—1931 гг. ... промышленная разработка безвольфрамовых твердых сплавов на некоторых заводах твердых сплавов в Германии в первые годы второй мировой войны [132]; ... производственные испытания резанием безвольфрамовых твердых сплавов в качестве заменителей стандартных WC—TiC—Co-твердых сплавов марок S1 и S2 (78/16/6 и 76/15/9) в последние годы второй мировой войны [133] и подготовка к массовому изготовлению пластинок и инструмента из испытанных сплавов [122, 132, 134]. ... Прежде чем перейти к подробному рассмотрению отдельных безвольфрамовых твердых сплавов на основе других карбидов и их твердых растворов, необходимо остановиться на тех требованиях, которые предъявляются к твердым сплавам для обработки резанием. При обработке резанием, особенно при обдирочной обработке сталей средней твердости, необходима твердость не менее 89 HRA ... Свойства горячепрессованных карбидов металлов со связкой 10% Со ... Свойства твердых сплавов с 12% Со, полученных обычным спеканием ... из 85% VC и 15% Ni; отчетливо видна округлая форма зерен VC, типичная для VC-сплавов с металлической связкой. Испытания микротвердости проводили как на кристаллах VC, так и на, промежуточных прослойках связующего металла. На микрофотографии видны также отпечатки измерений, которые показали среднюю величину микротвердостп 3000 кГ/мм2 ... металла1, в частности сплавы с железной связкой, иногда с небольшими добавками карбида тантала или карбида хрома, можно получать почти беспористыми также спеканием без применения давления. Эти сплавы обладают хорошей стойкостью против истирания и применяются для изготовления изнашивающихся деталей, например нитеводителей. Сплавы из карбида титана и ... Для резания пригодны, очевидно, только карбиды титана [104, 127, 137], циркония2 [120] и гафния [16]; карбиды ванадия и ниобия применяются лишь в тех случаях, когда не требуется высокая износостойкость. Предложенный Гётцелем и Скольником [76, 89] твердый сплав из TiC со связкой из быстрорежущей стали, получаемый пропиткой, позволяет получить высокую производительность при резании легированных сталей. ... твердые сплавы из карбида хрома и связующего металла относительно хрупкие и не пригодны для резания; они применяются лишь для изнашивающихся деталей и в качестве коррозионностойких сплавов [55]. Карбиды хрома и молибдена представляют определенный интерес в качестве компонентов карбидных твердых растворов в сплавах для обработки материалов резанием. ... По сравнению с простыми сплавами карбид — связующий металл значительно большее техническое значение имеют двух- и многокомпонентные твердые сплавы и сплавы на основе твердых растворов. Технологически правильное получение твердых растворов способствует повышению твердости в соответствующих бинарных или тройных системах и, что очень важно, самоочищению карбидов от свободного углерода, окислов или нитридов. Благодаря самоочищению получают однородные, хорошо спекающиеся карбидные компоненты, что является необходимой предпосылкой для получения беспористых твердых сплавов высокой прочности. ... Взаимная растворимость карбидов металлов групп IVa и Va периодической системы подробно описана в книге «Твердые материалы» [18]. Все пары карбидов, за исключением ZrC—VC [138] и HfC—VC [139], обладают полной взаимной растворимостью. ... Что касается растворимости карбидов металлов групп IVa и Va с карбидами металлов группы Via, то Новотным и Киффером установлено, что карбиды с кубическими решетками растворяют, например, значительное количество карбида молибдена, тогда как обратная растворимость почти отсутствует. Систематические рентгенографические исследования растворимости карбида хрома в кубических карбидах проведены лишь в последнее время Хиннюбером и Рюдигером [35, 140]. По-видимому, растворимость Сг3С2 в кубических карбидах меньшая, чем Мо ... Все сказанное об образовании твердых растворов в двухкомпонентных системах в основном справедливо и для трехкомпонентных систем, что было доказано на твердых растворах ТаС—NbC с карбидом молибдена [138]. Комбинируя наиболее интересные карбиды металлов групп IVa, Va и Via, получают карбидные пары, которые можно подразделить на шесть групп. В табл. 32 приведены эти группы карбидов и одновременно ... »' Техническое значение сплава снижается с увеличением цифры, заключенной в скобках. *г Содержание Сг3Сг ДО ... Среди бинарных сплавов особое техническое значение приобрели титанокарбидные пары, в частности сплавы TiC—Мо2С, TiC—VC, TiC—NbC и TiC—Cr3C2. Системы, содержащие ZrC и HfC, пока еще изучены недостаточно. ... Первые твердые сплавы, применявшиеся для высокоскоростного резания стали и других материалов, дающих сливную стружку (чистый твердый сплав WC—Со, как известно, применяется только для обработки чугуна и других материалов, дающих стружку надлома, или при обработке мягких и среднетвердых сталей, но со скоростями резания, превышающими лишь в 2—3 раза скорость резания быстрорежущей сталью), содержали значительное количество карбида титана наряду с другими карбидами металлов группы Via. Из этих сплавов первым был выпущен в 1930 г. сплав «Титанит S» (TiC—Мо2С—Ni) для обработки стали1. Твердость сплавов TiC—Мо2С—Ni, например, с 15% связующего металла достигает максимальных значений при 55—80% TiC. Следует отметить, что сплавы этой системы, отличающиеся высокой твердостью, превосходят по твердости сплавы наиболее технически важной системы WC—Со на 1—1,5 ед. HRA. ... Свойства титаномолибденовых твердых сплавов со связками из ... вязкость. В табл. 36 приведены свойства некоторых твердых сплавов на основе TiC—Мо2С, полученных пропиткой сплавами Со—Сг и Со—Сг—Мо. Повышая давление прессования (8—10 т/см2) ... В табл. 37 приведены сплавы TiC—VC, TiC и VC с 10% Ni в качестве связки 1 [55]. Эффективность сплавов 3 и 4 при обдирочной и чистовой обработке стали аналогична эффективности твердых сплавов WC—TiC—Со состава 78/16/6 или 76/15/9 [121, 122, 132, 133, 135, 141]. Сплавы типа 3 применяли во время второй мировой войны для пескоструйных сопел и в меньшем объеме для изнашивающихся деталей и т. п. ... Стойкость при резании безвольфрамовых твердых сплавов ... Данные по износу твердых сппавов и твердых материалов, полученные методом пескоструйной обработки (по Кёльбпю) ... ски исследованы, в данном разделе подробно рассматриваются только такие сплавы, техническое и экономическое значение которых доказано опытным путем. Для некоторых других сплавов приведены только свойства. ... В работе Киффера и Кёльбля [55] приведена схема тройных, четверных и многокомпонентных безвольфрамовых сплавов из карбидов металлов групп IVa—Via периодической системы: ... Свойства тройных безвольфрамовых твердых сплавов с различными связками ... Твердые сплавы вначале нашли применение для изготовления волок, т. е. в тех случаях, когда требуется высокое сопротивление истиранию. В связи с этим в дальнейшем речь будет идти прежде всего о применении твердых сплавов в качестве износостойких материалов. Если же эта область применения и отходит в известной мере на задний план по сравнению с применением твердых сплавов для резания, то в будущем, как это уже было в 1940—1945 гг. при массовом изготовлении сердечников снарядов, соотношение может вновь стать обратным — применение твердых сплавов возрастет там, где потребуется высокое сопротивление износу. ... Обширный контингент изнашивающихся изделий можно разделить соответственно их современному промышленному значению на следующие четыре группы: ... Под износом понимают обычно постепенное нежелательное изменение поверхности твердых тел, происходящее преимущественно вследствие механического давления мелких частиц материала [1, 2]. ... Научные исследования износа металлов и обычных сплавов ведутся уже примерно более 40 лет, а металло-керамических твердых сплавов — около 20 лет. ... Для сопоставления сплавов по износу были разработаны многочисленные методы и испытательные лабораторные приборы. Вначале предполагали, что каждый материал должен обладать специфической, присущей только ему износостойкостью. Однако вскоре, выяснилось, что проблема износа более сложна, чем это было принято считать раньше, и зависит от различных факторов [2—7]. Осложняющим моментом при этом является то обстоятельство, что большинство износостойких материалов обладает не гомогенной, а явно гетерогенной структурой. ... Для уменьшения износа металлического материала и регулирования его с помощью легирующих добавок нужно выявить те отдельные факторы, которые влияют на ход процесса износа. Необходимо, однако, принять во внимание, что процесс износа металлокерамических твердых сплавов на основе карбидов металлов, изготовленных путем спекания с обусловленными этим особенностями структуры, часто протекает иначе, чем у остальных металлических материалов. ... К заметно влияющим на стойкость твердых материалов и твердых сплавов факторам относятся: твердость, предел прочности при изгибе, предел прочности при сжатии, жаропрочность и структура, а в ряде случаев также коррозионная устойчивость и окалиностойкость [8]. Развитие режущих материалов от углеродистых сталей (быстрорежущие стали и стеллиты занимают промежуточное положение) до современных металлокерамических твердых сплавов, высокая износостойкость которых по сравнению со сталями связана с большим содержанием карбидов вольфрама, титана, тантала, ванадия и т. д., происходило с учетом знания перечисленных факторов. ... Поскольку износ материала в значительной мере зависит от его твердости [9, 10], прежде всего требовалось тщательно изучить именно этот фактор. Дать объяснение понятию «твердость» очень трудно. Обычно твер- ... дость определяют как свойство материала, связанное с сопротивлением проникновению другого тела или деформации, резанию, царапанию, истиранию. ... К наиболее широко применяемым способам испытания твердых сплавов на твердость относятся способы вдавливания алмазного конуса (Роквелл) и алмазной пирамиды (Виккерс). При применении этих способов необходимо учитывать, что все литые и спеченные ме-таллоподобные материалы, а следовательно, и металлокерамические твердые сплавы состоят из массы однородных или разнородных кристаллов. При определении макротвердости обычными методами охватывается слишком большое количество кристаллов (в случае мелкодисперсных твердых сплавов свыше тысячи). Таким образом, испытание на макротвердость дает только среднюю величину твердости материала. В связи с этим для сплавов с гетерогенной структурой, например подшипниковых сплавов, быстрорежущих сталей с высоким содержанием карбидов и металлокерамических твердых сплавов, по макротвердости нельзя получить ясного представления об отдельных компонентах структуры. Лишь с помощью созданных в последнее время приборов для определения макротвердости [14—18] удалось определить твердость отдельных компонентов структуры [19—27]. ... Значительное влияние на износ режущих твердых сплавов в процессе резания и твердосплавных волок при горячем волочении проволоки оказывает также горячая твердость [34]. О горячей твердости сплавов типа WC—Со и типа WC—TiC—Со уже упоминалось выше. С увеличением содержания кобальта горячая твердость понижается, а добавление TiC несколько повышает ее. О ... Твердость различных минералов, а также стальных и твердосплавных деталей, определенная различными методами ... дость на износ твердосплавных резцов при резании, см. ниже (см. также данные по режущей керамике на основе окиси алюминия). ... Если бы твердость, например, алмаза, корунда, карбида кремния, карбида бора и тугоплавких карбидов металлов типа карбидов вольфрама и титана была единственным фактором, определяющим их износостойкость, то эти твердые материалы сами по себе были бы пригодны в качестве материалов для резания, для волок а также для вращательного и ударного бурения. Это, однако, бывает лишь в ограниченных случаях, причем лишь при тех рабочих процессах, когда от материала не требуется большой механической прочности. Алмаз при чистовом точении и шлифовании, т. е. при низких усилиях резания и небольшом сечении стружки, во много раз превосходит твердые сплавы. При черновом же точении, т.е. при1 высоких усилиях резания, большом сечении стружки и при прерывистом резании он совершенно непригоден. В волоках для чистового волочения алмаз превосходит все остальные материалы. Однако при больших диаметрах волок он не выдерживает высокого давления на поверхность и легко раскалывается. Алмаз хорошо подходит для вращательного бурения породы, но для ударного бурения менее пригоден, чем металлокерамические твердые сплавы. Карбид бора не пригоден для обдирочной обработки резанием и для волочения из-за низкой прочности. В качестве материала для сопел пескоструйных аппаратов карбид бора превосходит (в тех случаях, когда сопла работают при умеренном давлении) все остальные материалы, в том числе в пять раз — более прочные твердые сплавы. ... Таким образом, в большинстве случаев, когда требуется износостойкость, необходимо, кроме того, принимать во внимание в качестве решающих факторов предел прочности при сжатии, предел прочности при изгибе, а также жаропрочность материала. В табл. 44 приведены данные по твердости, пределу прочности при изгибе и пределу прочности при сжатии различных твердых материалов, а также металлокерамических твердых сплавов типа WC—Со и WC—TiC—Со. Очень твердые алмаз и карбид бора обладают в то же время относительно низкими прочностными характеристиками. Зин- ... |
Краткий справочник технолога-термиста
Спутник термиста
Новые материалы
Твердые сплавы
Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка