2020-05-25
190
| Характер нагружения | Твердость, HRA | σизг, МПа |
| Эксплуатация при повышенном изнашивании | ||
| Интенсивное изнашивание, отсутствие удара | 88,5...90 | 1400...1500 |
| Умеренное изнашивание, слабый удар | 87,5 | 1700 |
| Умеренное изнашивание, умеренный удар | 87,0 | 1800 |
| Эксплуатация при динамических нагрузках | ||
| Удар малой интенсивности, изнашивание | 85,0...86,0 | 1860 |
| Удар средней интенсивности, изнашивание | 82,0 | 1860...2100 |
| Удар высокой интенсивности, изнашивание | 80,0...82,0 | Свыше 2100 |
Твердые сплавы, предназначенные для изготовления штампового инструмента второй группы, должны обладать прежде всего высокой прочностью (см. табл. 9.12) и сопротивлением динамическим нагрузкам. Использование сплавов, применяемых для изготовления режущего инструмента, невозможно из-за их недостаточной прочности. Повышение предела прочности твердых сплавов для инструмента второй группы достигается повышением содержания кобальта – используют средне- и высококобальтовые сплавы (см. 9.2.4). Однако повышение содержания кобальта свыше 20...25% нецелесообразно, поскольку прочность сплавов при этом уже не возрастает, тогда как твердость и износостойкость снижаются.
|
|
|
Дополнительное повышение предела прочности достигается увеличением размеров карбидов (их величина регулируется температурой спекания). Это сплавы со следующими размерами (средними) карбидов:
Ø – среднезернистые серии "С" – 2,0...2,5 мкм;
Ø – крупнозернистые серии "КС" – 3,7...4,5 мкм;
Ø – особо крупнозернистые серии "К" – 6,0...8,0 мкм.
Увеличение размера карбидов приводит не только к повышению прочности (табл. 9.13), но и к росту сопротивления хрупкому разрушению (К1с).
Таблица 9.13
Влияние кобальта и величины зерна WC на прочность и твердость сплавов ВК
| Сплав | Состав, % масс. | Размер WC, мкм | Твердость, HRA | σизг, МПа | |
| Сплавы для режущего инструмента | |||||
| В Кб | 94 | 6 | 1...2 | 88,5 | 1519 |
| ВК8 | 92 | 8 | 1...2 | 87,5 | 1666 |
| Сплавы для штампового инструмента | |||||
| ВК15 | 85 | 15 | 2...3 | 86,0 | 1862 |
| ВК10-КС | 90 | 10 | 3...5 | 85,0 | 1862 |
| ВК20-КС | 80 | 20 | 3...5 | 82,0 | 2107 |
| ВК20-К | 80 | 20 | 6...8 | 80,0 | 2764 |
| ВК25-К | 75 | 25 | 2...4 | 82,0 | 2156 |
Примечание. Сплавы ВК6 и ВК8, используемые для режущего инструмента, приведены для сравнения.
Следует отметить важное технологическое преимущество сплавов с высоким (20...25%) содержанием кобальта. Их можно обработать лезвийным инструментом, оснащенным пластинками из твердых сплавов ВК6-ОМ и ВКЗМ, режущей керамики.
Термическая обработка штампов из твердых сплавов выполняется для снижения остаточных напряжений, а также для упрочнения (закалка).
Низкотемпературный отжиг при 800...900° С в вакууме или водородной среде проводят для снятия (уменьшения) остаточных напряжений, возникающих при электроэрозионной обработке.
|
|
|
Цель закалки – повышение прочности связки. Закалку выполняют от температур 1000...1200 °С с охлаждением в масле или селитре. При повышении температуры растворимость вольфрама и углерода в кобальте повышается, в результате закалки образуется пересыщенный твердый раствор вольфрама в кобальте. Это приводит к упрочнению связки (аналогично упрочнению феррита при растворении в нем легирующих компонентов, см. 6.4.2 и рис. 6.6) и тем самым сплава в целом. Закалка позволяет повысить стойкость штампового инструмента, работающего при ударных нагрузках. Для инструмента, у которого лимитирующим является износ, эффекта от закалки нет.
Алмазный инструмент для обработки давлением. В связи с высокой стоимостью алмаза алмазный инструмент используют только для тех операций, когда другие инструментальные материалы оказываются неработоспособными. Это относится к волочению проволоки малых размеров, особенно из материалов, обладающих низкой прочностью. При таких операциях необходимо обеспечить минимальные усилия трения во избежание обрыва протягиваемой проволоки.
Волоки используют при производстве проволоки. Проволоку весьма малых размеров (0,03 мм и менее), а также из материалов малой прочности (золото, серебро) получить без применения алмазных волок практически невозможно. Усилие волочения через алмазные волоки значительно меньше, чем через волоки из твердых сплавов. Это объясняется малыми значениями коэффициента трения и сил адгезии алмаза с протягиваемыми материалами. Волочение через алмазные волоки значительно снижает количество обрывов проволоки малых размеров, обладающей низкой прочностью. Уникальная твердость алмаза определяет износостойкость инструмента и обеспечивает получение проволоки высокого качества (малая шероховатость и точность размера) в течение длительного времени работы без трудоемкой смены волочильного инструмента.
Максимальный диаметр протягиваемой проволоки ограничивается прочностью алмаза. Увеличение диаметра приводит к повышению усилий протягивания. Поэтому максимально допустимый диаметр калибрующего отверстия алмазной волоки тем больше, чем меньше прочность протягиваемого металла (табл. 9.14).
Для изготовления волок используют высококачественные природные алмазы массой 0,03...4 карата в зависимости от размера волоки. Алмазные волоки закрепляются в металлические оправки.
Таблица 9.14
