Твердосплавная смесь порошка ВК6: состав, свойства и применение
Твердосплавная смесь порошка ВК6 — готовая к прессованию шихта на основе карбида вольфрама WC с кобальтовой связкой 6 % по массе. Материал соответствует ГОСТ 3882-74 и выпускается в виде пластифицированной или гранулированной смеси для холодного прессования и последующего спекания в вакуумных или водородных печах. Содержание кобальта — 6,0–6,5 %, зернистость карбидной фазы — 1,0–3,5 мкм в зависимости от модификации. Кислород в готовой смеси не превышает 0,25 %, свободный углерод — не более 0,1 %.
Технические характеристики шихты ВК6
Смесь ВК6 отличается сбалансированным сочетанием износостойкости и ударной вязкости, что обеспечивается средним содержанием кобальта. После спекания формируется двухфазная структура WC–Co с пористостью не выше A02–B02 по ГОСТ 9391-80. Насыпная плотность гранулированной шихты — 3,2–4,5 г/см, что определяет стабильность заполнения пресс-форм.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на спекание | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Co | 6,0–6,5 % | ГОСТ 3882-74 | Вязкость, коэрцитивная сила | Связка |
| Средний размер зерна WC | 1,0–3,5 мкм | ASTM B330 | Твёрдость HRA | Среднезернистая |
| Насыпная плотность | 3,2–4,5 г/см | ГОСТ 19440-94 | Усадка при спекании | Гранулы |
| Кислород | 0,25 % | Восстановительная плавка | Пористость | Контроль партии |
| Свободный углерод | 0,10 % | ГОСТ 25599.2-83 | Эта-фаза | Брак при превышении |
| Твёрдость после спекания | 88,5–90,5 HRA | ГОСТ 20017-74 | Износостойкость | Справочно |
Технология переработки
Шихта ВК6 предназначена для одноосного холодного прессования в стальных или твердосплавных пресс-формах при давлении 80–200 МПа. Для сложнопрофильных заготовок применяют гидростатическое или шликерное литьё. Спекание проводят в две стадии: предварительное при 600–800 C для удаления пластификатора и окончательное при 1380–1450 C в вакууме 10–10 Па либо в среде водорода с точкой росы не выше –40 C. Скорость нагрева в интервале 1200–1380 C не превышает 5 C/мин для предотвращения коробления.
Области применения
- Режущий инструмент: концевые фрезы, свёрла, развёртки для обработки чугуна, нержавеющих и жаропрочных сталей на станках с ЧПУ.
- Волоки для волочения стальной и медной проволоки диаметром 0,5–6,0 мм на волочильных станах.
- Штамповый инструмент: матрицы, пуансоны для холодной высадки крепежа на автоматах.
- Буровые вставки для горно-шахтного оборудования при бурении пород крепостью до 12 по шкале Протодьяконова.
- Износостойкие детали: направляющие втулки, плунжеры насосов высокого давления, сопла пескоструйных установок.
- Калибры и мерительный инструмент для контроля размеров в машиностроении.
Условия эксплуатации спечённых изделий
Изделия из ВК6 сохраняют работоспособность при температуре до 800 C в окислительной среде и до 1000 C в защитной атмосфере. Предел прочности при изгибе — 1500–1700 МПа, модуль упругости — 630–640 ГПа. Материал склонен к хрупкому разрушению при ударных нагрузках выше 2,5 Дж, поэтому в условиях интенсивного вибронагружения предпочтительны марки с повышенным содержанием кобальта. Коррозионная стойкость ограничена: во влажных кислых средах кобальтовая связка подвержена выщелачиванию.
Вопросы и ответы
Чем отличается смесь ВК6 от ВК8?
ВК6 содержит 6 % кобальта, ВК8 — 8 %. Меньшее содержание связки даёт более высокую твёрдость (88,5–90,5 HRA против 87,5–89,5 HRA) и износостойкость, но снижает ударную вязкость. ВК6 применяют для чистовой обработки и волочения, ВК8 — для черновой и ударных нагрузок.
Какая температура спекания оптимальна для шихты ВК6?
Окончательное спекание проводят при 1380–1450 C в вакууме или водороде. Превышение 1450 C вызывает рост зерна WC и падение твёрдости; недостаточная температура приводит к остаточной пористости выше допустимой по ГОСТ 9391-80.
Как хранить твердосплавную смесь ВК6?
Шихту хранят в герметичной таре при температуре 5–25 C и относительной влажности не выше 60 %. Пластифицированные смеси предохраняют от высыхания; гранулированные — от увлажнения, вызывающего слипание и окисление кобальта. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев с даты изготовления.
Допускается ли повторное использование отходов смеси ВК6?
Да, возврат в производство возможен после размола, просева и корректировки содержания кобальта и углерода. Доля регенерированной шихты обычно не превышает 20–30 % от массы замеса, иначе возрастает пористость спечённых изделий.
