Твердосплавная смесь порошка ВК6М: состав, свойства и применение
Твердосплавная смесь порошка ВК6М — готовая к прессованию шихта на основе карбида вольфрама WC с кобальтовой связкой 6 % и мелкозернистой структурой карбидной фазы. Состав соответствует марке ВК6М по ГОСТ 3882-74 и ISO K05–K10. Размер зерна карбида вольфрама — 1,0–1,5 мкм, что обеспечивает повышенную твёрдость HRA 90,5–91,5 при сохранении достаточной трещиностойкости. Смесь изготавливают методом мокрого размола в шаровых или аттриторных мельницах с последующей сушкой и грануляцией; содержание пластификатора (парафин, ПВС или ПЭГ) — 1,5–3,0 % по массе.
Технические характеристики шихты ВК6М
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на спекание | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Co | 5,8–6,2 % | ГОСТ 19863.1 | Связка, пластичность | Допуск 0,2 % |
| Средний размер зерна WC | 1,0–1,5 мкм | ASTM B330 | Твёрдость, износ | Мелкозернистая |
| Насыпная плотность | 3,2–4,0 г/см | ГОСТ 19440 | Заполнение пресс-формы | Грануляция |
| Содержание кислорода | 0,25 % | Восстановительная плавка | Пористость | Контроль партии |
| Твёрдость спечённого образца | 90,5–91,5 HRA | ГОСТ 20017 | Режим 1380–1420 C | Вакуум/H |
Технологические параметры переработки
Смесь ВК6М предназначена для холодного одноосного прессования в стальных пресс-формах при давлении 80–200 МПа, а также для шликерного литья и экструзии. Спекание проводят в вакуумных печах или печах с водородной атмосферой при 1380–1420 C с изотермической выдержкой 40–90 мин. Усадка составляет 16–20 % по линейному размеру. Для снятия внутренних напряжений после спекания применяют HIP-обработку (горячее изостатическое прессование) при 1350–1400 C и давлении аргона 50–100 МПа.
- Одноосное прессование — давление 80–200 МПа, плотность сырца 55–62 % от теоретической.
- Шликерное литьё — вязкость шликера 8–15 Пас, содержание связки 4–6 %.
- Экструзия — для стержней и трубок диаметром 3–20 мм.
- Спекание в вакууме — остаточное давление 1–10 Па, скорость нагрева 5–10 C/мин.
- HIP-обработка — устранение остаточной пористости до 0,02 %.
Области применения
Изделия из ВК6М работают в условиях интенсивного абразивного износа и ударных нагрузок малой амплитуды. Типовые применения:
- Режущий инструмент для чистового и получистового точения чугунов, цветных сплавов и нержавеющих сталей — резцы, фрезы, развёртки.
- Волоки для волочения проволоки и прутков из стали и цветных металлов диаметром 0,5–6 мм.
- Фильеры и матрицы для прессования порошковых материалов и полимеров.
- Буровые долота и коронки для горнодобывающей промышленности — вставки для пород средней крепости.
- Плунжеры, втулки и направляющие в насосах высокого давления нефтегазового оборудования.
- Ножи для резки бумаги, плёнок и листовых материалов в целлюлозно-бумажной промышленности.
Соответствие стандартам
- ГОСТ 3882-74 — марка ВК6М, химический состав и свойства спечённого сплава.
- ISO 513 — классификация K05–K10 для режущих пластин.
- ASTM B777 — эквивалент класса C-1/C-2 по твёрдости и износостойкости.
- DIN 4990 — допуски на пластины для режущего инструмента.
Вопросы и ответы
Чем ВК6М отличается от ВК6?
ВК6М содержит карбид вольфрама с меньшим средним размером зерна (1,0–1,5 мкм против 2–3 мкм у ВК6), что даёт твёрдость 90,5–91,5 HRA вместо 88,5–90,0 HRA и повышает износостойкость при чистовой обработке.
Какой режим спекания оптимален для шихты ВК6М?
Вакуумное спекание при 1380–1420 C с выдержкой 40–90 мин и остаточным давлением 1–10 Па. Для достижения пористости менее 0,02 % рекомендуется последующая HIP-обработка при 1350–1400 C и давлении аргона 50–100 МПа.
Какое давление прессования выдерживает смесь без расслоения?
Оптимальный диапазон — 80–200 МПа. Превышение 200 МПа приводит к образованию трещин и расслоению сырца из-за недостаточной пластичности связки при содержании парафина 1,5–3,0 %.
Можно ли использовать ВК6М для ударного инструмента?
Ограниченно. Мелкозернистая структура снижает трещиностойкость (K1c 9–11 МПам1/2). Для ударных нагрузок предпочтительны среднезернистые марки ВК8, ВК10 с более высокой вязкостью.
