Твердосплавная смесь порошка ТТ6К8: состав и применение
Твердосплавная смесь порошка ТТ6К8 — это готовый к прессованию порошковый материал на основе карбида вольфрама с добавлением карбида титана и тантала, предназначенный для изготовления режущего инструмента методом порошковой металлургии. Марка ТТ6К8 относится к трёхкарбидным твёрдым сплавам группы ТТК, где сочетание карбидов титана и тантала в количестве 6 % обеспечивает повышенную твёрдость и износостойкость при сохранении достаточной прочности на изгиб. Содержание кобальтовой связки — 8 %, что определяет баланс между вязкостью и сопротивлением абразивному износу.
Порошковая смесь ТТ6К8 поставляется в виде гомогенизированной композиции с контролируемым гранулометрическим составом, что обеспечивает стабильную усадку при спекании и воспроизводимость физико-механических свойств готовых изделий. Формирование структуры происходит по классической технологии: прессование заготовок с последующим вакуумным или газостатическим спеканием при температуре 1400–1480 C. В результате формируется мелкозернистая структура без остаточной пористости, характерная для сплавов данной группы.
Технические характеристики порошка ТТ6К8
Химический состав смеси строго регламентирован и контролируется на каждом этапе производства. Основные компоненты распределяются следующим образом:
- карбид вольфрама (WC) — остальное, базовый компонент, обеспечивающий твёрдость;
- карбид титана (TiC) — 4–5 %, повышает красностойкость и сопротивление диффузионному износу;
- карбид тантала (TaC) — 1–2 %, улучшает стойкость к циклическим нагрузкам;
- кобальт (Co) — 8 %, металлическая связка, обеспечивающая прочность.
Гранулометрический состав порошка подбирается таким образом, чтобы обеспечить насыпную плотность в диапазоне 3,2–4,0 г/см и текучесть, достаточную для автоматического прессования. Средний размер зёрен WC в спечённом состоянии составляет 1–2 мкм, что соответствует классу мелкозернистых сплавов.
Физико-механические свойства спечённого сплава ТТ6К8
После полного цикла спекания материал демонстрирует следующие эксплуатационные параметры, определяющие область его применения:
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия испытания | Типичный разброс |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 12,4–12,9 г/см | Гидростатическое взвешивание | 20 C | 0,2 г/см |
| Твёрдость HRA | 89,5–91,0 | Роквелл, шкала A | Алмазный конус | 0,5 HRA |
| Предел прочности при изгибе | 1350–1550 МПа | Трёхточечный изгиб | Сухое состояние | 100 МПа |
| Пористость | 0,2 % | Металлография | 100 увеличение | — |
Твёрдость сплава ТТ6К8 находится на уровне 89,5–91,0 HRA, что выше, чем у стандартных двухкарбидных сплавов группы ВК с аналогичным содержанием кобальта. При этом прочность на изгиб остаётся достаточной для работы в условиях прерывистого резания, что достигается оптимизацией соотношения TiC и TaC в твёрдой фазе.
Области применения порошковой смеси ТТ6К8
Изготовленные из смеси ТТ6К8 твердосплавные пластины и цельные инструменты ориентированы на обработку конструкционных и легированных сталей в условиях повышенных температур в зоне резания. Основные сферы использования:
- токарная обработка стальных заготовок на станках с ЧПУ при скоростях резания 120–200 м/мин;
- фрезерование конструкционных сталей средней твёрдости (до 300 HB) торцевыми и концевыми фрезами;
- растачивание отверстий в корпусных деталях из чугуна и стали;
- изготовление сменных многогранных пластин (СМП) для державок и фрез;
- производство цельных твердосплавных свёрл и зенкеров малого диаметра.
Сплав ТТ6К8 демонстрирует устойчивость к лункообразованию на передней поверхности инструмента благодаря присутствию карбидов титана и тантала, которые снижают диффузионную активность при контакте со сталью. Это делает его предпочтительным выбором для чистовой и получистовой обработки углеродистых и низколегированных сталей, включая стали с повышенным содержанием серы, склонные к налипанию.
Особенности работы с порошковой смесью
При подготовке формовочных смесей на основе ТТ6К8 необходимо учитывать склонность порошка к окислению при длительном хранении. Рекомендуется использовать герметичную тару и проводить прессование в течение 30 суток с момента вскрытия упаковки. Для улучшения прессуемости допускается введение пластификатора — раствора синтетического каучука в бензине или водного раствора поливинилового спирта в количестве 1,5–2,5 % от массы смеси.
Усадка при спекании для данной марки составляет 18–22 % линейных, что требует точного расчёта размеров пресс-форм. Контроль углеродного потенциала в печи спекания критичен: отклонение содержания углерода от стехиометрического состава на 0,1 % приводит к появлению -фазы (при недостатке) или свободного графита (при избытке), что снижает прочностные характеристики готового инструмента.
Вопросы и ответы
Чем отличается ТТ6К8 от сплава Т5К10?
ТТ6К8 содержит 6 % суммы карбидов титана и тантала при 8 % кобальта, тогда как Т5К10 — 5 % TiC и 10 % Co. ТТ6К8 имеет более высокую твёрдость и красностойкость, но несколько меньшую прочность на изгиб, что ограничивает его применение при тяжёлых ударных нагрузках.
Какое оборудование используется для спекания изделий из ТТ6К8?
Применяются вакуумные печи с графитовыми нагревателями и газостаты для горячего изостатического прессования. Температура спекания поддерживается в диапазоне 1400–1480 C с выдержкой 60–90 минут в зависимости от массы заготовки.
Можно ли использовать ТТ6К8 для обработки нержавеющих сталей?
Да, сплав пригоден для получистовой обработки аустенитных нержавеющих сталей при условии применения обильного охлаждения. Однако для высокопроизводительной обработки нержавеющих сталей чаще рекомендуются сплавы с более высоким содержанием TaC, например ТТ8К6 или ТТ10К8Б.
Как контролируется качество порошковой смеси перед прессованием?
Проводится контроль химического состава методом рентгенофлуоресцентного анализа, определение насыпной плотности и текучести по ГОСТ 20899, а также гранулометрический анализ на лазерном дифракционном анализаторе. Дополнительно изготавливается контрольная образец-свидетель для проверки свойств после спекания.
