Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Твердосплавная смесь порошка ТС215: состав и назначение
Твердосплавная смесь порошка ТС215 — это готовая к прессованию шихтовая композиция на основе карбида вольфрама (WC) с кобальтовой связкой, предназначенная для изготовления спеченных твердых сплавов методом порошковой металлургии. Марочный состав ТС215 относится к группе сплавов средней твердости и повышенной вязкости, что определяет его применение в узлах, работающих при ударно-абразивном изнашивании и значительных знакопеременных нагрузках.
Химический состав смеси нормируется по содержанию кобальта — 15 % (масс.), остальное — карбид вольфрама. Такое соотношение обеспечивает после спекания структуру с равномерным распределением карбидной фазы в пластичной кобальтовой матрице. Средний размер зерен WC в исходном порошке контролируется в диапазоне 1,5–3,0 мкм, что позволяет получать изделия с твердостью 86–88 HRA и пределом прочности при изгибе не менее 2800 МПа.
Смесь ТС215 поставляется в пластифицированном состоянии: в состав введен технологический связующий компонент (обычно синтетический каучук или парафин) в количестве 1,5–2,5 %, обеспечивающий необходимую прессуемость и прочность сырца. Гранулометрический состав оптимизирован для автоматического прессования — насыпная плотность смеси составляет 3,2–3,8 г/см, текучесть по воронке — 12–18 с на 50 г.
Технологические параметры переработки
Формование изделий из смеси ТС215 выполняется на механических и гидравлических прессах при удельном давлении 100–180 МПа. После прессования заготовки подвергаются предварительному удалению пластификатора в водородной среде при температуре 400–600 C, затем проводится окончательное спекание в вакууме или атмосфере водорода при температуре 1380–1420 C. Длительность изотермической выдержки на конечной стадии зависит от сечения изделия и составляет 40–90 минут.
Для получения изделий сложной формы с высокой геометрической точностью допускается применение изостатического прессования (CIP) с последующей механической обработкой в состоянии предварительного спекания. При необходимости достижения минимальной пористости (не более 0,2 %) рекомендуется использовать горячее изостатическое прессование (HIP) при температуре 1350–1400 C и давлении аргона 100–150 МПа.
Физико-механические характеристики спеченного сплава
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия измерения | Типичный разброс |
|---|---|---|---|---|
| Твердость, HRA | 86–88 | ГОСТ 20017 | 20 C | 1 |
| Плотность, г/см | 13,8–14,1 | Гидростатическое взвешивание | 20 C | 0,05 |
| Прочность при изгибе, МПа | 2800–3200 | ГОСТ 20019 | 5 образцов | 200 |
| Трещиностойкость K1C, МПам | 18–22 | Метод индентирования | Нагрузка 294 Н | 2 |
Промышленное применение
Изделия из смеси ТС215 используются в горнодобывающем оборудовании, буровом инструменте и узлах дорожно-строительных машин. Основные области применения:
- твердосплавные вставки для шарошечных долот, работающих в породах средней крепости;
- сменные пластины и напайки для фрезерного и токарного инструмента при черновой обработке сталей;
- износостойкие накладки на лопасти смесителей и шнековые конвейеры, транспортирующие абразивные массы;
- матрицы и пуансоны для холодной высадки крепежа из легированных сталей;
- направляющие втулки и седла клапанов гидравлических систем высокого давления;
- наконечники и коронки для перфораторов и ямобуров.
Высокое содержание кобальта обеспечивает демпфирующую способность сплава, что снижает риск хрупкого разрушения при циклических ударных нагрузках. Оптимальная область применения — сочетание умеренного абразивного износа с ударными воздействиями, где сплавы с содержанием кобальта 6–10 % демонстрируют недостаточную стойкость к сколам.
Контроль качества и условия хранения
Каждая партия смеси ТС215 сопровождается сертификатом с указанием химического состава, гранулометрии и результатов контрольного спекания. Проверка однородности распределения кобальта выполняется методом рентгеноспектрального микроанализа на поперечных шлифах контрольных образцов. Допустимое отклонение содержания кобальта от номинального — не более 0,3 %.
Хранение смеси осуществляется в герметичной таре при температуре 10–30 C и относительной влажности не выше 60 %. Срок годности пластифицированной смеси — 12 месяцев с даты изготовления при соблюдении условий хранения. Перед использованием рекомендуется контроль текучести и насыпной плотности для корректировки параметров дозирования на автоматических прессах.
Вопросы и ответы
Чем отличается ТС215 от сплавов с меньшим содержанием кобальта?
Повышенное содержание кобальта (15 %) увеличивает вязкость и трещиностойкость, но снижает твердость и износостойкость по сравнению со сплавами групп ТС6 и ТС8. ТС215 ориентирован на условия ударно-абразивного нагружения, где требуется сопротивление сколам и выкрашиванию.
Какое давление рекомендуется для прессования изделий из ТС215?
Оптимальное удельное давление формования составляет 100–180 МПа. Для изделий сложной конфигурации с перепадами сечений рекомендуется нижняя граница диапазона с последующим изостатическим допрессованием для выравнивания плотности.
Возможна ли механическая обработка заготовок из ТС215 до спекания?
Да, после удаления пластификатора при 400–600 C заготовки имеют пористость 50–60 % и могут обрабатываться лезвийным инструментом или алмазным шлифованием. Это позволяет получать сложные канавки и отверстия перед окончательным спеканием.
Какой метод спекания рекомендуется для ТС215?
Стандартный режим — вакуумное спекание при 1380–1420 C. Для ответственных изделий с требованиями по пористости не более 0,2 % применяется горячее изостатическое прессование при 1350–1400 C и давлении 100–150 МПа.