Твердосплавная смесь порошка ВК10КС: состав, свойства и применение
Твердосплавная смесь порошка ВК10КС — готовая к прессованию шихта на основе карбида вольфрама (WC) с кобальтовой связкой 10 % и легирующей добавкой карбида тантала (TaC) в количестве 0,5–1,0 %. Сочетание «ВК» обозначает вольфрамокобальтовую систему, индекс «К» указывает на присутствие тантала, «С» — на среднее зерно карбидной фазы. Смесь соответствует требованиям ГОСТ 3882-74 и выпускается в виде пластифицированного или непассивированного порошка с насыпной плотностью 2,8–3,6 г/см.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на изделие | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Co | 9,5–10,5 % | ГОСТ 19863.1 | Прочность связки | Допуск 0,5 % |
| Массовая доля TaC | 0,5–1,0 % | ГОСТ 19863.5 | Теплостойкость | Тормозит рост зерна |
| Средний размер зерна WC | 1,5–2,5 мкм | ГОСТ 23402 | Баланс прочности и износостойкости | Среднезернистая |
| Твёрдость спечённого образца | 87,0–88,5 HRA | ГОСТ 20017 | Сопротивление абразиву | После спекания |
| Предел прочности при изгибе | 1700–1900 МПа | ГОСТ 20019 | Стойкость к ударным нагрузкам | Зависит от пористости |
| Плотность шихты | 2,8–3,6 г/см | ГОСТ 19440 | Заполнение пресс-формы | Насыпная |
| Кислород | 0,3 % | ГОСТ 27417 | Пористость спекания | Контроль восстановления |
Технологические особенности
Смесь ВК10КС предназначена для холодного прессования в стальных пресс-формах при давлении 100–250 МПа с последующим жидкофазным спеканием в вакуумных печах или печах с водородной атмосферой при температуре 1380–1420 C. Введение TaC подавляет рост зерна WC в процессе спекания, что обеспечивает стабильность механических свойств по объёму изделия. Пластификатор (парафин, ПВС или каучук) вводится в количестве 2–4 % для улучшения формуемости заготовок сложной геометрии.
Области применения
- Режущие пластины для токарной обработки чугуна и жаропрочных сплавов на станках с ЧПУ.
- Волоки для холодного волочения стальной и медной проволоки на волочильных станах.
- Штамповый инструмент для холодной высадки крепежа на автоматах-гвоздильщиках.
- Износостойкие вставки в буровом инструменте для горнорудной промышленности.
- Фильеры для экструзии полимерных профилей на экструзионных линиях.
- Ножи для резки листового проката на гильотинных ножницах.
Условия эксплуатации
Изделия из ВК10КС сохраняют работоспособность при температуре до 800 C в условиях абразивного износа и циклических ударных нагрузок. Рекомендуемая область — обработка материалов с твёрдостью до 45 HRC без применения СОЖ с высоким содержанием серы. При работе с титановыми сплавами наблюдается интенсивная адгезия, поэтому применяют износостойкие покрытия (TiAlN, AlCrN) методом PVD.
Вопросы и ответы
Чем ВК10КС отличается от ВК10?
Наличие карбида тантала (0,5–1,0 %) повышает теплостойкость и тормозит рост зерна WC при спекании, что увеличивает предел прочности при изгибе на 10–15 % по сравнению с ВК10.
Какое давление прессования оптимально для смеси ВК10КС?
Для получения заготовок плотностью 55–65 % от теоретической рекомендуется давление 100–250 МПа в зависимости от геометрии изделия и содержания пластификатора.
При какой температуре спекается ВК10КС?
Жидкофазное спекание проводится при 1380–1420 C в вакууме или водородной среде. Отклонение от режима более чем на 20 C приводит к росту зерна и снижению прочности.
Для каких материалов применяется инструмент из ВК10КС?
Инструмент эффективен при обработке чугуна, жаропрочных и нержавеющих сталей, а также при волочении проволоки. Не рекомендуется для титановых сплавов без защитных покрытий.
