Твердосплавная смесь порошка ВК6С: состав, свойства и применение
Твердосплавная смесь порошка ВК6С — готовая к прессованию шихта на основе карбида вольфрама WC с кобальтовой связкой 6 % и легирующей добавкой карбида тантала TaC. Буква «С» в маркировке указывает на наличие танталовой составляющей, которая повышает теплостойкость и сопротивление окислению по сравнению с базовой маркой ВК6. Смесь выпускается по ГОСТ 3882-74 и предназначена для изготовления режущего, штампового и износостойкого инструмента методами порошковой металлургии.
Технические характеристики шихты
Гранулометрический состав смеси подбирается под конкретный метод формования: для прессования в стальных пресс-формах применяют зерно 1–3 мкм, для шликерного литья и экструзии — 0,8–1,5 мкм. Содержание кислорода в готовой шихте не превышает 0,3 %, свободного углерода — 0,05 %. Влажность контролируется на уровне 0,1–0,2 %.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на спекание | Допуск |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Co | 6,0 % | ГОСТ 3882-74 | прочность связки | 0,2 % |
| Массовая доля TaC | 1,5–2,0 % | рентгенофазовый анализ | торможение роста зерна WC | 0,3 % |
| Средний размер зерна WC | 1,2–2,5 мкм | седиментация | баланс твёрдости и вязкости | 0,3 мкм |
| Насыпная плотность | 2,8–3,4 г/см | волюмометр | заполнение пресс-формы | 0,15 г/см |
| Температура спекания | 1380–1420 C | вакуумная печь | усадка 18–22 % | 10 C |
Свойства спечённого материала
После жидкофазного спекания в вакууме или водороде материал ВК6С достигает твёрдости 88,5–90,5 HRA при плотности 14,6–14,9 г/см. Предел прочности при изгибе составляет 1600–1900 МПа, что выше, чем у ВК6, за счёт подавления роста зерна карбида вольфрама танталовой добавкой. Теплостойкость — до 900 C без интенсивного окисления, что критично для чернового точения.
- Твёрдость по Роквеллу — 88,5–90,5 HRA
- Плотность — 14,6–14,9 г/см
- Прочность при изгибе — 1600–1900 МПа
- Модуль упругости — 620–640 ГПа
- Коэффициент теплового расширения — 5,5 10 1/C
- Теплостойкость — до 900 C
Области применения
Шихта ВК6С используется для прессования сменных многогранных пластин, применяемых на токарных станках с ЧПУ при обработке серых и высокопрочных чугунов, а также коррозионностойких сталей аустенитного класса. Из неё изготавливают фильеры для волочения проволоки, матрицы холодновысадочных автоматов, пуансоны и вставки штампов холодной штамповки. В горнодобывающей отрасли — зубки шарошечных долот и резцы для угольных комбайнов.
- Токарная обработка чугуна и нержавеющих сталей
- Волочильный инструмент для проволоки и прутков
- Высадочные матрицы и пуансоны
- Буровой инструмент для горных пород
- Износостойкие вставки насосов и мешалок
Технологические особенности подготовки
Перед прессованием смесь пластифицируют раствором синтетического каучука или парафина в бензине. Сушка проводится при 60–80 C в течение 2–4 часов. Спекание ведут в вакуумных печах сопротивления при остаточном давлении 10–10 Па либо в среде водорода с точкой росы не выше –40 C. Для снятия внутренних напряжений после спекания применяют отжиг при 800–900 C.
Вопросы и ответы
Чем ВК6С отличается от ВК6?
Наличием карбида тантала TaC в количестве 1,5–2,0 %, что повышает теплостойкость и тормозит рост зерна WC при спекании.
Какая температура спекания оптимальна?
1380–1420 C в вакууме или водородной среде; превышение ведёт к росту зерна и снижению прочности.
Можно ли использовать смесь для шликерного литья?
Да, при размере зерна 0,8–1,5 мкм и введении пластификатора на основе парафина.
Какая твёрдость достигается после спекания?
88,5–90,5 HRA при плотности 14,6–14,9 г/см.
