Литой карбид вольфрама (рэлит) ТУ 1972-001-89222041-2009: состав, свойства и применение
Литой карбид вольфрама, выпускаемый по ТУ 1972-001-89222041-2009, — износостойкий композиционный материал, получаемый методом литья из расплава с последующей кристаллизацией. В отличие от спечённых твёрдых сплавов, где карбид вольфрама связан кобальтовой или никелевой матрицей, рэлит формируется как литая эвтектическая структура: крупные зерна WC распределены в матрице из карбидов вольфрама WC и WC с включениями сложных карбидов. Такая морфология обеспечивает сочетание высокой твёрдости и вязкости, недостижимое для спечённых аналогов при сопоставимой массе.
Технические характеристики по ТУ 1972-001-89222041-2009
Материал поставляется в виде отливок, пластин, вставок и наплавочных стержней. Основные параметры регламентированы техническими условиями и подтверждаются паспортом качества:
- массовая доля вольфрама — 92–96 %;
- массовая доля углерода — 3,5–4,5 %;
- твёрдость по Роквеллу — 86–92 HRA;
- плотность — 15,5–16,5 г/см;
- предел прочности при сжатии — 2500–3500 МПа;
- максимальная рабочая температура без окислительной среды — до 800 C.
Структура литого карбида вольфрама содержит эвтектику WC–WC с размером зерна 50–200 мкм. Именно крупнозернистость литого материала, в отличие от субмикронных спечённых сплавов, определяет его повышенную стойкость к абразивному износу при ударных нагрузках. Микротвёрдость отдельных карбидных зёрен достигает 2800–3200 HV.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля W | 92–96 | ГОСТ 22720.1 | % | по паспорту партии |
| Твёрдость | 86–92 | ГОСТ 20017 | HRA | на поверхности отливки |
| Плотность | 15,5–16,5 | ГОСТ 18898 | г/см | гидростатическое взвешивание |
| Прочность при сжатии | 2500–3500 | ГОСТ 9012 | МПа | образцы-свидетели |
| Размер зерна WC | 50–200 | металлография | мкм | литая эвтектика |
Области применения
Литой карбид вольфрама по ТУ 1972-001-89222041-2009 применяется там, где спечённые твёрдые сплавы преждевременно выкрашиваются из-за хрупкости. Типовые узлы:
- буровые долота и шарошки для горнорудной промышленности;
- лопатки и броня центробежных насосов для перекачки абразивных пульп;
- наплавка шнеков, зубьев ковшей и футеровки дробилок;
- матрицы для прессования кирпича и огнеупорных изделий;
- детали смесителей и питателей в цементном производстве;
- наконечники пескоструйных и дробемётных установок.
В нефтегазовой отрасли рэлит используется для наплавки рабочих поверхностей буровых замков и калибраторов, работающих в условиях абразивного износа и ударных нагрузок. В металлургии — для армирования желобов и воронок доменного и агломерационного оборудования.
Технология наплавки и механической обработки
Литой карбид вольфрама применяется преимущественно в виде наплавочных стержней или вставок, закрепляемых пайкой. Наплавка выполняется газовой или аргонодуговой сваркой с использованием флюсов на основе буры. Температура расплава — 2600–2800 C, что требует тугоплавких припоев. Механическая обработка возможна только алмазным инструментом или электроэрозионным шлифованием, поскольку твёрдость материала превышает твёрдость стандартных абразивов.
Вопросы и ответы
Чем литой карбид вольфрама отличается от спечённого твёрдого сплава?
Литой карбид вольфрама по ТУ 1972-001-89222041-2009 имеет крупнозернистую эвтектическую структуру без кобальтовой связки, что повышает ударную вязкость и стойкость к абразиву, тогда как спечённые сплавы типа ВК содержат кобальт и более хрупкие при ударных нагрузках.
Какая максимальная рабочая температура допустима?
Без защитной атмосферы — до 800 C. При более высоких температурах начинается интенсивное окисление вольфрама с образованием летучего триоксида WO.
Можно ли обрабатывать рэлит резцом?
Нет. Твёрдость 86–92 HRA исключает лезвийную обработку. Применяют алмазное шлифование, электроэрозионную или ультразвуковую размерную обработку.
Какой припой используется при пайке вставок?
Применяются тугоплавкие припои на основе меди с добавлением никеля или марганца, обеспечивающие работоспособность соединения при температурах до 600 C.
