Твердосплавная смесь порошка ВК13 в Минске


Твердосплавная смесь порошка ВК13: состав и применение

Твердосплавная смесь порошка ВК13 — это промышленная заготовка для производства спеченных твердых сплавов на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой. Содержание кобальта в смеси составляет 13% по массе, что относит материал к группе высококобальтовых вольфрамовых сплавов. В отличие от готовых изделий, смесь поставляется в виде порошковой композиции, предназначенной для последующего прессования и вакуумного спекания.

Химический состав смеси ВК13 регламентируется нормативной документацией и включает карбид вольфрама (WC) с остаточным содержанием свободного углерода в пределах 5,8–6,2% и кобальт (Co) — 13,0–14,0%. Допустимое содержание примесей (железо, кремний, магний) ограничено сотыми долями процента. Гранулометрический состав порошка подбирается под конкретный метод формования: для прессования в стальных пресс-формах используется смесь с размером частиц 0,5–2,0 мкм, для изостатического прессования допускаются более крупные фракции.

Технологические свойства и параметры спекания

Ключевая особенность смеси ВК13 — повышенное содержание кобальтовой связки, обеспечивающей после спекания высокую вязкость и сопротивление ударным нагрузкам. Твердость спеченного материала составляет 86,0–88,0 HRA, что ниже, чем у марок ВК6 или ВК8, однако прочность на изгиб достигает 1670–1960 МПа. Плотность спеченного сплава — 14,2–14,5 г/см.

Режим спекания подбирается в зависимости от типа печи и требуемой структуры. Для смеси ВК13 рекомендуется двухстадийный процесс: предварительное спекание при 400–600 C для удаления пластификатора и окончательное спекание при 1380–1420 C в вакууме или восстановительной атмосфере. Контроль усадки при спекании составляет 18–22% по линейным размерам, что необходимо учитывать при проектировании пресс-оснастки.

ПараметрЗначение для ВК13Метод контроляТипичное отклонениеПримечание
Содержание Co, %13,0–14,0Химический анализ0,3Связующая фаза
Содержание свободного C, %5,8–6,2Титрование0,1В составе WC
Насыпная плотность, г/см2,8–3,6Волномер0,2Зависит от фракции
Твердость после спекания, HRA86,0–88,0Роквелл0,5При плотности 14,2 г/см
Прочность на изгиб, МПа1670–1960Испытание на изгиб100Образец 5 5 35 мм

Области применения смеси ВК13

Изделия, полученные из смеси ВК13, эксплуатируются в условиях интенсивного абразивного износа, сопровождающегося ударными нагрузками. Основные потребители — горнодобывающая отрасль и производство строительных материалов. Из этой смеси изготавливают:

  • резцы и буровые коронки для вращательно-ударного бурения по породам средней крепости;
  • зубья ковшей экскаваторов и грейдеров, работающих на вскрышных породах;
  • сменные наконечники для дорожных фрез и ямобуров;
  • матрицы и пуансоны для холодной высадки крепежа;
  • валки и втулки для проволочного волочения с умеренными обжатиями.

В горнорудном оборудовании твердосплавные элементы из ВК13 армируют шарошечные долота для бурения скважин диаметром 151–244 мм. Повышенная вязкость сплава предотвращает выкрашивание зубков при прохождении трещиноватых зон и перемежающихся пород. В металлообработке смесь применяется для изготовления черновых резцов, работающих при прерывистом резании с ударной нагрузкой на заготовку.

Особенности заказа и входного контроля

При поставке твердосплавной смеси ВК13 партия сопровождается сертификатом с указанием химического состава и гранулометрии. Входной контроль на предприятии включает проверку насыпной плотности и текучести порошка — эти параметры влияют на равномерность заполнения пресс-формы и стабильность массы брикетов. Для смесей с пластификатором дополнительно контролируется содержание технологической добавки (обычно 1,5–2,5% синтетического каучука или парафина).

Хранение смеси осуществляется в герметичной таре при относительной влажности не выше 60%. Слеживание порошка при длительном хранении устраняется просеиванием через сито 025 или 0315 перед подачей в бункер пресса. Смесь ВК13 совместима со стандартными технологическими маршрутами производства твердосплавных изделий и не требует специального оборудования для переработки.

Вопросы и ответы

Чем отличается смесь ВК13 от готового сплава ВК13?

Смесь представляет собой порошковую композицию WC–Co до стадии спекания. Готовый сплав получается после прессования и высокотемпературного спекания смеси. Смесь позволяет предприятию самостоятельно формовать изделия нужной геометрии, тогда как готовый сплав поставляется в виде пластин, стержней или заготовок.

Какое давление прессования рекомендуется для смеси ВК13?

Для смесей с пластификатором давление прессования составляет 100–180 МПа в зависимости от сложности формы и требуемой плотности брикета. Для изостатического прессования давление повышают до 200–250 МПа, что обеспечивает более равномерную плотность по объему заготовки.

Можно ли использовать смесь ВК13 для наплавки?

Нет. ВК13 — это смесь для порошковой металлургии, предназначенная для спекания, а не для наплавочных работ. Для газотермического напыления или наплавки применяются отдельные порошковые материалы с другим гранулометрическим составом и связующими добавками.

Какая максимальная рабочая температура для изделий из ВК13?

Рабочая температура спеченного сплава ВК13 ограничена 600–700 C. При превышении этого порога начинается интенсивная диффузия кобальта к поверхности и снижение твердости. Для высокотемпературных применений следует выбирать сплавы с карбидом титана или тантала.