Твердосплавная смесь порошка Т15К6: состав, свойства и применение
Твердосплавная смесь порошка Т15К6 — это готовая к прессованию шихта на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой и добавкой карбида титана. Состав соответствует марке твёрдого сплава Т15К6 по ГОСТ 3882-74: массовая доля карбида титана TiC — 6 %, кобальта Co — 6 %, остальное — карбид вольфрама WC. Смесь выпускается в виде пластифицированного или беспластификаторного порошка, предназначенного для холодного прессования и последующего жидкофазного спекания при 1400–1480 C в вакуумных или водородных печах.
Гранулометрический состав шихты подбирается под конкретный метод формования: для прессования в стальных пресс-формах применяют зерно 1–3 мкм, для шликерного литья и экструзии — 0,5–1,5 мкм. Содержание кислорода в качественной смеси не превышает 0,3 %, свободный углерод лимитируется на уровне 0,05–0,1 % для предотвращения эта-фазы WCoC. Насыпная плотность пластифицированной шихты — 2,8–3,6 г/см, что обеспечивает равномерную засыпку матрицы и стабильную усадку 18–22 % при спекании.
Технические параметры шихты Т15К6
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на изделие | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля TiC | 5,5–6,5 % | ГОСТ 3882-74 | Износостойкость при резании | Связывает WC-зёрна |
| Массовая доля Co | 5,5–6,5 % | химический анализ | Прочность на изгиб | Пластичная связка |
| Средний размер зерна WC | 1,0–2,0 мкм | седиментация | Твёрдость HRA | Контроль роста зерна |
| Твёрдость спечённого сплава | 89,5–90,5 HRA | ГОСТ 20017-74 | Стойкость режущей кромки | После спекания |
| Предел прочности при изгибе | 1150–1300 МПа | ГОСТ 20019-74 | Сопротивление выкрашиванию | Трёхточечный изгиб |
| Плотность спечённого сплава | 11,2–11,6 г/см | гидростатика | Контроль пористости | Эталон марки |
Области применения
Спечённые заготовки из шихты Т15К6 работают в условиях непрерывного и прерывистого резания при температурах контакта до 900–1000 C. Основные потребители — инструментальные производства и цеха механической обработки:
- резцы и фрезы для черновой и получистовой обработки серого чугуна СЧ20–СЧ30;
- метчики, развёртки и зенкеры для обработки углеродистых и легированных сталей;
- буровые коронки и штыри для горно-шахтного оборудования при бурении пород средней крепости;
- волочильные фильеры и матрицы для холодной вытяжки проволоки и прутка;
- быстроизнашивающиеся детали штампов холодной листовой штамповки.
Технологические особенности переработки
Смесь Т15К6 прессуется при удельном давлении 100–200 МПа в зависимости от геометрии изделия. Для сложнопрофильного инструмента применяют гидростатическое или мундштучное формование. Спекание проводят в две стадии: предварительный нагрев до 800–900 C для удаления пластификатора и высокотемпературная выдержка при 1420–1460 C. Скорость нагрева в интервале 1200–1400 C ограничивают до 3–5 C/мин для предотвращения деформации заготовок. Готовый сплав допускает алмазную заточку и доводку, а также нанесение износостойких покрытий TiN, TiAlN методом PVD.
Вопросы и ответы
Чем шихта Т15К6 отличается от готового сплава Т15К6?
Шихта — это порошковая смесь WC, TiC и Co до спекания, с пластификатором или без него. Готовый сплав получают после жидкофазного спекания при 1400–1480 C, при этом формируется твёрдость 89,5–90,5 HRA и плотность 11,2–11,6 г/см.
Для каких условий резания предназначена марка Т15К6?
Сплав эффективен при обработке чугуна и сталей с подачей 0,2–0,6 мм/об и скоростью резания 80–200 м/мин. Добавка TiC повышает стойкость к абразивному износу, но снижает ударную вязкость по сравнению с вольфрамокобальтовыми марками ВК.
Как контролируется содержание кислорода в порошковой смеси?
Применяют метод восстановительного плавления в среде инертного газа. Для качественной шихты Т15К6 массовая доля кислорода не должна превышать 0,3 %, иначе при спекании образуются поры и снижается предел прочности при изгибе.
Какая усадка происходит при спекании заготовок из Т15К6?
Линейная усадка составляет 18–22 % в зависимости от давления прессования и содержания пластификатора. Коэффициент усадки закладывают в размеры пресс-формы для получения конечной геометрии режущей пластины.
