Твердосплавная смесь порошка ВК10 в Минске

Твердосплавная смесь порошка ВК10: состав, характеристики и применение

Твердосплавная смесь порошка ВК10 — готовая к прессованию шихта на основе карбида вольфрама (WC) с кобальтовой связкой 10 % по массе. Материал соответствует марке ВК10 по ГОСТ 3882-74 и выпускается в виде пластифицированной или гранулированной смеси для холодного прессования и последующего спекания в вакуумных или водородных печах. Содержание кобальта обеспечивает баланс между твёрдостью (88–89 HRA) и ударной вязкостью, что отличает ВК10 от низкокобальтовых марок ВК6 и ВК8.

Технические характеристики шихты ВК10

• Массовая доля кобальта — 9,5–10,5 %
• Массовая доля общего углерода — 5,4–5,6 %
• Свободный углерод (графит) — не более 0,1 %
• Кислород — не более 0,3 %
• Насыпная плотность гранул — 2,8–3,6 г/см
• Гранулометрический состав — 40–200 мкм (под прессование)

Средний размер зерна карбида вольфрама в шихте — 1,5–3,0 мкм. Для субмикронных модификаций ВК10-ОМ и ВК10-ХОМ зерно составляет 0,5–0,9 мкм, что повышает твёрдость до 90,5–91,5 HRA после спекания. Пластификатор (парафин, ПВБ или воск) вводится в количестве 2–4 % и удаляется на стадии отгонки при 250–450 C.

Технологический маршрут переработки

Смесь ВК10 предназначена для следующих операций:

• Холодное одностороннее или двустороннее прессование в стальных пресс-формах при 100–200 МПа
• Гидростатическое или изостатическое прессование заготовок сложной геометрии
• Шликерное литьё (при содержании связки 8–12 %)
• Экструзия прутков и трубок через мундштук
• Спекание в вакууме при 1380–1450 C или в водороде при 1400–1480 C

Остаточная пористость после спекания не превышает 0,2 % (тип A02 по ISO 4505). Усадка линейная составляет 18–22 % в зависимости от давления прессования и содержания пластификатора.

Спечённые свойства и области применения

Из спечённых заготовок ВК10 изготавливают:

• Резцы для чернового точения чугуна, цветных сплавов и нержавеющих сталей
• Зубки буровых долот для горнорудной промышленности
• Фильеры для волочения стальной и медной проволоки
• Матрицы для холодной высадки крепежа
• Плунжеры и втулки насосов высокого давления в нефтегазовой отрасли
• Ножи для измельчения полимеров и древесины

Влияние кобальтовой связки на эксплуатационные свойства

Кобальт 10 % образует непрерывную металлическую матрицу между зёрнами WC, обеспечивая пластичность при ударных нагрузках. При повышении температуры до 600–800 C прочность ВК10 снижается на 30–40 %, что ограничивает его применение в высокоскоростной обработке без покрытий. Для работы в условиях абразивного износа при 20–400 C материал сохраняет работоспособность в течение 8–12 тыс. часов непрерывного цикла.

Контроль качества шихты

Входной контроль смеси ВК10 включает:

• Рентгенофазовый анализ на наличие фаз W₂C и Co₃W₃C
• Седиментационный анализ гранулометрии
• Определение текучести по Холлу (для гранулята)
• Пиролитическую газовую хроматографию для оценки содержания пластификатора
• Испытание прессуемости на пробных таблетках

Вопросы и ответы