Твердосплавная смесь порошка ВК10ОМ: состав, свойства и применение
Твердосплавная смесь порошка ВК10ОМ — готовая к прессованию шихта на основе карбида вольфрама (WC) с кобальтовой связкой, легированная карбидом тантала (TaC). Обозначение расшифровывается как: ВК — вольфрам-кобальт, 10 — массовая доля кобальта 10 %, ОМ — особо мелкозернистая структура карбидной фазы. Смесь соответствует требованиям ГОСТ 3882-74 и предназначена для изготовления спечённых твёрдосплавных изделий методом порошковой металлургии.
Состав и технические характеристики
Смесь ВК10ОМ представляет собой механическую композицию пластифицированного порошка: карбид вольфрама средней крупностью 0,5–0,8 мкм, кобальт марки ПК-1у или ПК-2, карбид тантала в количестве 0,2–0,5 %. Содержание кислорода не превышает 0,3 %, свободный углерод — не более 0,1 %. Насыпная плотность шихты составляет 3,5–4,5 г/см, удельная поверхность — 1,8–2,5 м/г.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на спекание | Допуск |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Co | 10,0 % | ГОСТ 3882-74 | Прочность связки | 0,3 % |
| Крупность WC | 0,5–0,8 мкм | Седиментация | Твёрдость HRA | 0,1 мкм |
| Содержание TaC | 0,2–0,5 % | Химический анализ | Рост зерна | 0,05 % |
| Кислород | 0,3 % | Восстановление | Пористость | — |
| Насыпная плотность | 3,5–4,5 г/см | Волюмометр | Усадка | 0,2 г/см |
Спечённые свойства
После жидкофазного спекания при 1380–1420 C в вакууме или водороде смесь ВК10ОМ формирует структуру с твёрдостью 88,5–90,5 HRA и пределом прочности при изгибе 1600–1800 МПа. Плотность спечённого материала — 14,3–14,5 г/см. Мелкозернистая структура обеспечивает повышенную износостойкость и сопротивление хрупкому разрушению по сравнению с крупнозернистыми аналогами ВК10.
Области применения
- Режущий инструмент для чистового и получистового точения: развёртки, метчики, концевые фрезы диаметром от 3 до 20 мм.
- Волоки для холодного волочения проволоки из стали и цветных металлов.
- Фильеры и матрицы для прессования порошковых материалов в пресс-формах усилием до 250 тс.
- Бойки и пуансоны для холодной штамповки в автоматических высадочных автоматах.
- Износостойкие детали бурового инструмента: вставки шарошечных долот, напайки на коронки.
- Ножи для резки кабеля, бумаги и полимерных плёнок в ротационных машинах.
Технологические особенности
Смесь ВК10ОМ поставляется в пластифицированном виде (с добавкой парафина 2–3 %) или в виде сухого порошка для сухого прессования. Рекомендуемое давление прессования — 100–200 МПа. При спекании в водородной печи непрерывного действия точка росы водорода должна быть не выше –40 C. Для получения беспористой структуры (остаточная пористость 0,2 %) применяют горячее изостатическое прессование при 1400 C и давлении 100 МПа.
Вопросы и ответы
Чем ВК10ОМ отличается от ВК10?
Смесь ВК10ОМ содержит карбид тантала и имеет размер зерна WC 0,5–0,8 мкм против 1–3 мкм у стандартной ВК10. Это повышает твёрдость на 1,5–2 единицы HRA и износостойкость в 1,5–2 раза.
Какая температура спекания оптимальна для ВК10ОМ?
Жидкофазное спекание проводят при 1380–1420 C в вакууме или водороде. Превышение 1430 C вызывает рост зерна и снижение прочности.
Можно ли использовать ВК10ОМ для ударных нагрузок?
Смесь предназначена преимущественно для чистовой обработки и износостойких деталей. При ударных нагрузках выше 200 Дж рекомендуется переходить на ВК15 или ВК20.
Какой стандарт регламентирует поставку смеси ВК10ОМ?
Состав и свойства шихты соответствуют ГОСТ 3882-74. Гранулометрический состав контролируется по ГОСТ 18318-94.
