Твердосплавная смесь порошка МС221 в Минске


Твердосплавная смесь порошка МС221: состав и назначение

Твердосплавная смесь порошка МС221 — это готовый к прессованию порошковый материал на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой, предназначенный для изготовления износостойких изделий методом порошковой металлургии. Смесь МС221 относится к классу среднезернистых твердых сплавов и характеризуется оптимальным сочетанием твердости и вязкости, что определяет ее применение в условиях интенсивного абразивного изнашивания при умеренных ударных нагрузках.

Гранулометрический состав порошковой смеси МС221 подобран для обеспечения стабильной усадки при спекании и воспроизводимости физико-механических свойств готового изделия. Содержание кобальта в смеси составляет 8–10 % по массе, что обеспечивает достаточную прочность связки при сохранении высокой твердости карбидной фазы. Средний размер зерен карбида вольфрама находится в диапазоне 1,5–3,0 мкм, что позволяет получать структуру сплава с равномерным распределением карбидной фазы.

Технологические параметры прессования и спекания

Смесь МС221 поставляется в виде пластифицированного порошка с содержанием технологической связки (парафин или синтетический каучук) в количестве 1,5–2,5 % по массе. Такая пластификация обеспечивает сыпучую консистенцию, необходимую для автоматической дозировки и равномерного заполнения пресс-форм при производстве твердосплавных пластин и деталей сложной конфигурации.

Рекомендуемое давление прессования для смеси МС221 составляет 120–180 МПа в зависимости от требуемой плотности прессовки. После удаления пластификатора в водородной среде при температуре 400–600 C проводится предварительное спекание, затем окончательное спекание в вакууме при температуре 1380–1420 C. Продолжительность изотермической выдержки при окончательном спекании — 60–90 минут.

Физико-механические характеристики сплава МС221

После полного цикла спекания твердый сплав МС221 демонстрирует следующие эксплуатационные показатели: плотность 14,4–14,7 г/см, твердость по Виккерсу 1250–1400 HV, предел прочности при поперечном изгибе 2800–3400 МПа. Трещиностойкость (KIC) составляет 12–15 МПам1/2, что обеспечивает устойчивость к сколам и выкрашиванию режущей кромки при прерывистом резании.

ПараметрЗначениеМетод контроляЕдиница измеренияПримечание
Содержание кобальта8–10Химический анализ% по массеСвязующая фаза
Плотность после спекания14,4–14,7Гидростатическое взвешиваниег/смБеспористая структура
Твердость HV301250–1400Виккерскгс/ммНагрузка 30 кгс
Прочность на изгиб2800–3400Трехточечный изгибМПаОбразец типа А
Средний размер зерна WC1,5–3,0МеталлографиямкмСреднезернистая структура

Области применения твердосплавной смеси МС221

Изделия, полученные из смеси МС221, применяются в следующих промышленных сегментах:

  • режущий инструмент для обработки чугуна, цветных металлов и жаропрочных сплавов на токарных и фрезерных станках с ЧПУ;
  • износостойкие накладки и втулки гидроциклонов, насосов для перекачки абразивных пульп в горнорудной промышленности;
  • фильеры и волочильный инструмент для производства проволоки из стали, меди и алюминия;
  • уплотнительные кольца и седла клапанов для запорной арматуры, работающей в условиях высоких давлений;
  • твердосплавные пластины для торцевых фрез и отрезных резцов, эксплуатируемых при прерывистом резании.

Смесь МС221 поставляется в герметичной таре, исключающей окисление и увлажнение порошка при транспортировке и хранении. Рекомендуемый срок хранения при соблюдении условий складского режима (температура 15–25 C, относительная влажность не более 60 %) составляет 12 месяцев с даты изготовления. Перед использованием смесь рекомендуется просеять через сито с ячейкой 200 мкм для устранения возможных агломератов, образовавшихся при транспортировке.

Вопросы и ответы

Какое давление прессования оптимально для смеси МС221?

Оптимальное давление прессования составляет 120–180 МПа. Точное значение подбирается экспериментально в зависимости от геометрии прессовки и требуемой плотности после спекания. При давлении ниже 120 МПа возможно образование трещин при удалении пластификатора, выше 180 МПа — расслоение прессовки.

Какая температура спекания требуется для сплава МС221?

Окончательное спекание проводится в вакууме при температуре 1380–1420 C с изотермической выдержкой 60–90 минут. Предварительное спекание для удаления пластификатора выполняется в водородной среде при 400–600 C.

Для каких операций резания предназначен сплав МС221?

Сплав МС221 применяется для чернового и получистового точения, фрезерования и растачивания чугуна, углеродистых и легированных сталей, цветных металлов. Благодаря повышенной вязкости он устойчив к выкрашиванию при прерывистом резании и работе с ударными нагрузками.

Какой срок хранения у твердосплавной смеси МС221?

Срок хранения составляет 12 месяцев при температуре 15–25 C и относительной влажности не более 60 %. Перед использованием рекомендуется просеять смесь через сито 200 мкм для устранения агломератов.