Твердосплавная смесь порошка ТТ21К9: состав и назначение
Твердосплавная смесь порошка ТТ21К9 — это готовый к прессованию порошковый материал на основе карбида вольфрама с добавлением карбида титана и карбида тантала, предназначенный для изготовления спеченных твердых сплавов группы ТТК. Маркировка расшифровывается следующим образом: ТТ — наличие в составе карбидов титана и тантала, 21 — суммарная массовая доля этих карбидов (21 %), К9 — содержание кобальтовой связки (9 %). Остальное — карбид вольфрама.
Смесь поставляется в виде порошковой шихты, прошедшей механическое смешивание и, при необходимости, аттриторный помол для достижения однородности распределения компонентов. Средний размер частиц WC в смеси, как правило, находится в диапазоне 1–3 мкм, что обеспечивает получение мелкозернистой структуры спеченного сплава с высокой твердостью и износостойкостью. Технология производства включает последующее прессование заготовок и вакуумное спекание или спекание в восстановительной атмосфере при температуре 1400–1450 C.
Технические характеристики сплава ТТ21К9
После спекания материал демонстрирует сбалансированный комплекс механических свойств, характерный для сплавов группы ТТК. Присутствие карбида тантала повышает горячую твердость и сопротивление термическому удару, что отличает ТТ21К9 от двухкарбидных сплавов типа Т15К6. Карбид титана, в свою очередь, снижает склонность к адгезионному схватыванию с обрабатываемым материалом при высоких температурах резания.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Примечание | Единица измерения |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 11,8–12,4 | Гидростатическое взвешивание | После спекания | г/см |
| Твердость HRA | 89,5–91,0 | Роквелл, шкала A | Спеченное состояние | — |
| Предел прочности при изгибе | 1300–1600 | Трехточечный изгиб | Без надреза | МПа |
| Средний размер зерна WC | 1,5–2,5 | Металлография | Исходная шихта | мкм |
Применение порошковой смеси ТТ21К9
Основное назначение твердосплавной смеси ТТ21К9 — производство режущего инструмента для обработки конструкционных и легированных сталей в условиях прерывистого резания, а также при наличии ударных нагрузок. Сплав занимает промежуточное положение между сплавами групп ТК и ТТК с более высоким содержанием кобальта, обеспечивая компромисс между износостойкостью и вязкостью.
- Черновое и получистовое точение стальных поковок и отливок по корке с неравномерным припуском
- Фрезерование торцевыми и концевыми фрезами конструкционных сталей средней твердости
- Сверление и рассверливание отверстий в углеродистых и низколегированных сталях
- Изготовление сменных многогранных пластин для токарной обработки с ударной нагрузкой
- Производство отрезных и канавочных резцов для работы на станках с ЧПУ
Порошковая форма поставки позволяет инструментальному производству самостоятельно формовать заготовки необходимой геометрии — от стандартных пластин по ISO до нестандартных державок и специального инструмента. Смесь пригодна для прессования в стальных пресс-формах на механических и гидравлических прессах, а также для изостатического прессования заготовок сложной формы.
Особенности выбора и контроля качества
При заказе твердосплавной смеси ТТ21К9 следует учитывать, что конечные свойства спеченного изделия зависят не только от химического состава шихты, но и от параметров технологического процесса: давления прессования, температуры и времени спекания, скорости охлаждения. Рекомендуется контролировать насыпную плотность смеси и ее текучесть для стабильного заполнения пресс-форм при автоматическом прессовании.
Химический состав смеси должен соответствовать требованиям ГОСТ 3882-74 для сплава ТТ21К9. Допустимые отклонения по содержанию кобальта составляют 0,5 %, по сумме карбидов титана и тантала — 1,0 %. Содержание свободного углерода не должно превышать 0,1 %, кислорода — 0,3 %. Контроль гранулометрического состава осуществляется ситовым анализом или лазерной дифракцией.
Вопросы и ответы
Чем отличается ТТ21К9 от сплава Т15К6?
ТТ21К9 содержит дополнительно карбид тантала, который повышает горячую твердость и сопротивление термоциклическим нагрузкам. Это делает ТТ21К9 более предпочтительным для прерывистого резания и фрезерования, тогда как Т15К6 лучше работает при непрерывном точении без ударных нагрузок.
Какое давление прессования рекомендуется для данной смеси?
Оптимальное давление прессования составляет 100–150 МПа в зависимости от требуемой плотности зеленой заготовки. Для сложных форм с тонкими кромками давление может быть снижено до 80–100 МПа с последующей механической обработкой заготовки до спекания.
Возможно ли использование ТТ21К9 для обработки нержавеющих сталей?
Да, сплав пригоден для черновой обработки аустенитных нержавеющих сталей, однако для чистовых операций с высокими скоростями резания рекомендуется применять сплавы с более высоким содержанием карбида титана или покрытые инструменты.
Какой температурный режим спекания оптимален для ТТ21К9?
Рекомендуемая температура спекания составляет 1420–1450 C в вакууме или защитной атмосфере водорода. Выдержка при конечной температуре — 40–60 минут в зависимости от сечения заготовки. Отклонение от оптимального режима приводит к росту зерна или остаточной пористости.
