МІНІСТЕРСТВО ДО ОСВІТИ
Державне освітня установа середньої професійної освіти Ленінградської області
Тихвинський промислово-технологічний технікум
імені Лебедєва
Спеціальність: В«Технологія машинобудуванняВ»
Реферат
Тверді і надтверді сплави
Петров Сергій Ігоревич
Тихвін 2010
Зміст
1. Типи твердих і надтвердих сплавів
2. Властивості твердих сплавів
3. Спечені тверді сплави
4. Литі тверді сплави
5. Застосування і розробки
Список літератури
Типи твердих і надтвердих сплавів
Тверді сплави - тверді й зносостійкі металеві матеріали, здатні зберігати ці властивості при 900-1150 В° С. Тверді сплави відомі людині вже близько 100 років. В основному виготовляються на основі карбідів вольфраму, титану, танталу, хрому при різному змісті кобальту або нікелю. Розрізняють спечені і литі тверді сплави. Основою всіх твердих сплавів є міцні карбіди металів, не розкладаються і не розчиняються при високих температурах. Особливо важливі для твердих сплавів карбіди вольфраму, титану, хрому, частково марганцю. Карбіди металів занадто крихкі і часто тугоплавки, тому для утворення твердого сплаву зерна карбідів зв'язуються підходящим металом; як зв'язки використовуються залізо, нікель, кобальт.
Спечені тверді сплави
Композиційні матеріали, що складаються з металлоподобного з'єднання, цементованого металом або сплавом. Їх основою найчастіше є карбіди вольфраму або титану, складні карбіди вольфраму і титану (часто також і танталу), карбонітрідов титану, рідше - інші карбіди, бориди і т. п. В якості матриці для утримання зерен твердого матеріалу у виробі застосовують так звану В«в'язкуВ» - метал або сплав. Звичайно як В«зв'язкиВ» використовують кобальт (кобальт є нейтральним елементом по відношенню до вуглецю, він не утворює карбіди і не руйнує карбіди інших елементів), рідше - нікель, його сплав з молібденом (нікель-молибденовая зв'язка).
Головною особливістю спечених твердих сплавів є те, що вироби з них отримують методами порошкової металургії і вони піддаються тільки обробці шліфуванням або фізико-хімічним методам обробки (лазер, ультразвук, травлення в кислотах та ін), а литі тверді сплави призначені для наплавлення на оснащується інструмент і проходять не тільки механічну, але часто і термічну обробку (загартування, отжиг, старіння і ін). Порошкові тверді сплави закріплюються на оснащуються інструментами методами пайки або механічним закріпленням.
Литі тверді сплави
Литі тверді сплави отримують методом плавки і литва.
Інструменти, оснащені твердим сплавом, добре чинять опір стирання сходить стружкою і матеріалом заготовки і не втрачають своїх ріжучих властивостей при температурі нагріву до 750-1100 В° С.
Встановлено що твердосплавним інструментом, що має в своєму складі кілограм вольфраму, можна обробити в 5 разів більше матеріалу, ніж інструментом зі швидкорізальної сталі з тим же змістом вольфраму.
Недоліком твердих сплавів, в порівнянні з швидкорізальної сталлю, є їхня підвищена крихкість, яка зростає зі зменшенням вмісту кобальту в сплаві. Швидкості різання інструментами, оснащеними твердими сплавами, в 3-4 рази перевершують швидкості різання інструментами з швидкорізальної стали. Твердосплавні інструменти придатні для обробки загартованих сталей і таких неметалічних матеріалів, як скло, фарфор і т. п.
надтверді - група речовин, що володіють найвищою твердістю, до якої відносять матеріали, твердість і зносостійкість яких перевищує твердість і зносостійкість твердих сплавів на основі карбідів вольфраму і титану з кобальтової зв'язкою карбідотітанових сплавів на нікель-молібденової зв'язці. Широко застосовуються надтверді матеріали: електрокорунд, оксид цирконію, карбід кремнію, карбід бору, боразон, диборид ренію, алмаз. Надтверді часто застосовуються в якості матеріалів для абразивної обробки.
В останні роки пильну увагу сучасної промисловості спрямовано до вишукування нових типів надтвердих матеріалів та асиміляції таких матеріалів, як нітрид вуглецю, сплав бор-вуглець-кремній, нітрид кремнію, сплав карбід титану-карбід скандію, сплави боридів та карбідів підгрупи титану з карбідами і боридів лантаноїдів.
Властивості твердих сплавів
Металокерамічні сплави в залежності від вмісту в них карбідів вольфраму, титану, танталу і кобальту набувають різні фізико-механічні властивості. З цієї причини тверді сплави представлені в трьох групах: вольфрамової, тітановольфрамовой і тітанотанталовольфрамовой. У позначенні марок сплавів використовуються букви: В - карбід вольфраму, К - кобальт, перша буква Т - карбід титану, друга буква Т - карбід танталу. Цифри після букв вказують приблизний зміст компонентів у відсотках. Останнє в сплаві (до 100%) - Карбід вольфраму. Букви в кінці марки означають: В - грубозернисту структуру, М - дрібнозернисту, ОМ - особомелкозерністую. Промисловістю випускаються три групи твердих сплавів: вольфрамові - ВК, тітановольфрамовие - ТК і тітанотанталовольфрамовие - ТТК.
Тверді сплави складу WC-Co (WC-Ni) характеризуються поєднанням високих значень міцності, модуля пружності, залишкової деформації з високою тепло-і електропровідністю (стійкість цих сплавів до окислення і корозії незначна); тверді сплави складу TiC-WC-Co в порівнянні з першою групою сплавів володіють меншою міцністю і модулем пружності, однак перевершують їх по стійкості до окислення, твердості і жароміцності; тверді сплави складу TiC-TaC-WC-Co характеризуються високою міцністю, в'язкістю і твердістю; безвольфрамовие тверді сплави володіють найбільшим коефіцієнтом термічного розширення, найменшою щільністю і теплопровідністю.
Характерними ознаками, визначальними ріжучі властивості твердих сплавів, є висока твердість, зносостійкість і красностойкость до 1000 В° C. Разом з тим ці сплави мають меншою в'язкістю і теплопровідністю в порівнянні з швидкорізальної сталлю, що слід враховувати при їх експлуатації.
При виборі твердих сплавів необхідно керуватися наступними рекомендаціями.
Вольфрамові сплави (ВК), в порівнянні з тітановольфрамовимі (ТК), володіють при різанні меншою температурою зварюваності зі сталлю, тому їх застосовують переважно для обробки чавуну, кольорових металів і неметалічних матеріалів.
Сплави групи ТК призначені для обробки сталей.
Тітанотанталовольфрамовие сплави, володіючи підвищеною точністю і в'язкістю, застосовуються для обробки сталевих поковок, відливок при несприятливих умовах роботи.
Для тонкого і чистового точіння з малим перетином стружки слід вибирати сплави з меншою кількістю кобальту і дрібнозернистою структурою.
Чорнова і чистова обробки при безперервному різанні виконуються основному сплавами з середнім вмістом кобальту.
При важких умовах різання і чорновій обробці з ударним навантаженням слід застосовувати сплави з великим вмістом кобальту і крупнозернистою структурою.
В останній час з'явилася нова безвольфрамових група твердих сплавів, в якій карбід вольфраму замінений карбідом титану, а в якості зв'язки використовуються нікель і молібден (ТН-20, ТН-30). Ці сплави мають кілька знижену міцність проти вольфрамових, але забезпечують отримання позитивних результатів при получістовой обробці в'язких металів, міді, нікелю та ін
Розрізняють два виду порошкоподібних продуктів для наплавлення: вольфрамові і не містять вольфраму. Вольфрамовий продукт являє собою суміш порошкоподібної технічного вольфраму або високопроцентного ферровольфрама з науглероживается матеріалами. Радянський сплав цього типу носить назву Вокар. Виготовляються подібні сплави наступним чином: порошкоподібний технічний вольфрам або високопроцентних феровольфрам змішується з такими матеріалами, як са...
