2015-05-26
1864
Порошковые материалы (ПМ) изготавливают путем прессования металлических порошков в изделия необходимой формы и размеров с последующим спеканием в вакууме или в защитной атмосфере при температуре (0,75...0,8) Т где Т — температура плавления металла. Различают пористые и компактные ПМ.
Пористые ПМ после окончательной обработки сохраняют 10... 30 % остаточной пористости. В основном они используются для изготовления антифрикционных деталей (подшипники, вкладыши, втулки) и фильтров. Антифрикционные детали могут работать без дополнительной смазки (за счет «выпотевания» масла или графита, находящихся в порах), они легко прирабатываются, выдерживают значительные нагрузки, обладают хорошей износостойкостью. Их изготавливают их железографита (1... 7 % графита) или бронзографита (8... 10 % олова и 2... 4 % графита). Металлическая основа железографитных материалов имеет перлитную структуру, что обеспечивает хорошую износостойкость при высоких скоростях и нагрузках. для улучшения прирабатываемости добавляют 0,8... 1,0% серы или 3,5...4,0 % сульфидов.
Порошковые материалы на основе железа и меди используют во фрикционных изделиях (тормозные диски, накладки), которые должны иметь высокий коэффициент трения, высокую прочность, большую износостойкость. для повышения коэффициента трения в ПМ вводят карбиды кремния, бора, тугоплавкие оксиды. Твердым смазочным компонентом служит графит или свинец. Коэффициент трения у ПМ на основе железа 0,18...0,4 (сплав ФМК11), на основе меди — 0,17...0,25 (сплав МК5).
Компактные ПМ (пористость 1... 3 %) получают из порошков углеродистой и легированной стали, бронз, латуни, титановых и алюминиевых сплавов. В маркировке ПМ из стали добавляют букву С — сталь и букву П — порошковая, в конце маркировки указывают плотность стали в процентах, СП45Х3-2 (сталь порошковая, 0.45% углерода, 3% хрома, плотность 2%).при плотности более 3% повышается порог хладноемкости, но при этом снижается предел прочности на растяжение и ударная вязкость. Из порошковых сталей изготавливают в основном небольшие детали не несущие большую нагрузку.
Кроме того порошковые материалы широко применяются при изготовлении режущего инструмента. Твердые сплавы используемые в качестве режущих элементов получают путем получают также при помощи порошковой металлургии.
Твердые сплавы по своему химическому составу делятся три подгруппы:
· Вольфрамокобальтовые (ВК)
· Вольфрамотитанокобальтовую (ВТК);
· Вольфрамотитанотанталокобальтовую (ВТТК).
По механической прочности твердые сплавы в целом уступают инструментальным сталям. Предел прочности на растяжение у твердых сплавов настолько мал, что не позволяет им в рабочих условиях выдерживать растягивающие нагрузки, и они могут работать только на изгиб сжатие (см. табл. 4).
Значительно (в 2,5...3,2 раза) уступая инструментальным сталям по прочности изгиб, твердые сплавы обладают высоким пределом прочности на сжатие и по этому параметру соответствуют или же превосходят инструментальные стали. Из табл. 2.3 видно, что твердые сплавы подгрупп ВК и ВТТК в 1,1... 3,5 раза имеют более высокие прочностные характеристики, чем твердые сплавы подгруппы ВТК.
Природная твердость твердых сплавов. твердость, полученная непосредственно при их изготовлении без дополнительной термообработки, превышает твердость термообработанных быстрорежущих сталей и, измеренная по шкале Роквелла колеблется в пределах НRС 83…91. твердые сплавы благодаря содержанию в них тугоплавких металлов вольфрама и кобальта имеют высокую температуростойкость, что положительно сказывается на их технологических свойствах.
Таблица 4. Химический состав и физико-механические свойства твердых сплавов.
| Марка | Химический состав | Плотность, г/см3 | Предел прочности | Твердость НRС | Температуростойкость, Сº | ||||
| WC | TiС | TaС | Co | При изгибе σи, ГПа | При сжатии σсж ГПа | ||||
| ВК3 | - | - | 14,8…15,3 | 1,00 | 89,0 | ||||
| ВК6 | - | - | 14,5…15,0 | 1,20 | 88,0 | ||||
| ВК8 | - | - | 14,4…14,8 | 1,30 | 87,5 | ||||
| Т5К10 | - | 12,2…13,2 | 1,15 | 88,5 | |||||
| Т14К8 | - | 11,2…12,0 | 1,15 | 89,5 | |||||
| Т15К6 | - | 11,0…11,7 | 1,10 | 90,0 | |||||
| Т30К4 | - | 9,5…9,8 | 0,90 | 91,0 | |||||
| Т60К6 | - | 6,5…7,0 | 0,75 | 90,0 | |||||
| ТТ7К12 | 13,0…13,3 | 1,65 | - | 87,0 | - |
Цель работы: изучить маркировку режущих инструментов оснащенных пластинами из твердого сплава.
1. Ознакомиться с теоретическим материалом по классификациикомпозиционных и порошковых материалов,твердых сплавов (сделать конспект).
2. Определить химический состав различных материалов режущих частей режущих инструментов. Данные исследования занести в таблицу:
Таблица 5.
| № образца | ||||||||
| Подгруппа материала | ||||||||
| Содержание WC % | ||||||||
| Содержание титана % | ||||||||
| Содержание тантала % | ||||||||
| Количественное наличие других примесей % |
3. Ответить на вопросы для коллективного обсуждения (письменно).
4. Составить отчет по форме.
