Твердосплавная смесь порошка ВП322: состав и применение
Твердосплавная смесь порошка ВП322 — это готовый к прессованию порошковый материал на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой, предназначенный для изготовления износостойких твердосплавных изделий методом порошковой металлургии. Смесь ВП322 относится к классу вольфрамовых твердых сплавов средней зернистости и поставляется в пластифицированном состоянии, что обеспечивает стабильную формуемость при автоматическом и ручном прессовании.
Номенклатура ВП322 соответствует группе сплавов WC–Co с содержанием кобальта около 15 % по массе. Такая концентрация связующего обеспечивает оптимальное сочетание прочности на изгиб и ударной вязкости при сохранении достаточной твердости для работы в условиях абразивного и ударно-абразивного изнашивания. Средний размер зерен карбида вольфрама в смеси ВП322 находится в диапазоне 1,5–3,0 мкм, что позволяет получать структуру сплава без скоплений крупных карбидных включений и равномерно распределять кобальтовую фазу по объему изделия.
Технологические характеристики смеси ВП322
Порошковая смесь ВП322 поставляется с введенным пластификатором — синтетическим каучуком или парафином, который обеспечивает необходимую прочность сырца после прессования. Содержание пластификатора нормируется в пределах 1,5–2,5 % по массе и подбирается под конкретную схему прессования. Насыпная плотность смеси составляет 3,2–3,8 г/см, что характерно для гранулированных порошков, полученных методом распылительной сушки.
Формовочные свойства ВП322 позволяют прессовать изделия сложной конфигурации — пластины с отверстиями, ступенчатые вставки, сегменты с фасками — с равномерной плотностью по сечению. После спекания в вакууме или в среде водорода при температуре 1380–1420 C формируется беспористый сплав с плотностью 13,8–14,2 г/см. Усадка при спекании составляет 18–22 % по линейным размерам и должна учитываться при проектировании пресс-оснастки.
Механические свойства спеченного сплава ВП322
После полного цикла спекания твердый сплав, полученный из смеси ВП322, демонстрирует следующие показатели:
- твердость по шкале HRA — 86,0–88,5;
- предел прочности при изгибе — 2600–3000 МПа;
- плотность — 13,8–14,2 г/см;
- трещиностойкость K1C — 15–20 МПам1/2;
- предел текучести при сжатии — 3400–3800 МПа.
Высокие значения прочности на изгиб делают сплав ВП322 пригодным для изготовления инструмента, работающего с ударными нагрузками, где хрупкие сплавы с содержанием кобальта 6–8 % разрушаются по причине сколов кромок.
Применение изделий из смеси ВП322
Изделия, спеченные из порошковой смеси ВП322, используются в горнодобывающей отрасли, строительстве и металлообработке. Основные области применения:
- резцы и буровые коронки для вращательного бурения по породам средней крепости;
- сменные твердосплавные пластины для чернового точения и фрезерования конструкционных сталей;
- штамповый инструмент для холодной высадки и объемной штамповки;
- накатные ролики и фильеры для волочения проволоки;
- износостойкие втулки и седла клапанов гидравлического оборудования.
В горном инструменте сплав ВП322 применяется для армирования шарошечных долот, работающих в условиях сочетания абразивного изнашивания и знакопеременных ударных нагрузок. В металлообработке пластины из ВП322 используются при получистовом точении углеродистых и низколегированных сталей на скоростях резания 80–150 м/мин без применения СОЖ.
| Параметр | Значение для ВП322 | Метод контроля | Типичный разброс | Единица измерения |
|---|---|---|---|---|
| Содержание кобальта | 15,0 | Химический анализ | 0,5 | % |
| Средний размер зерна WC | 2,0 | Металлография | 1,5–3,0 | мкм |
| Плотность спеченного сплава | 14,0 | Гидростатическое взвешивание | 13,8–14,2 | г/см |
| Твердость | 87,0 | Роквелл HRA | 86,0–88,5 | HRA |
| Прочность при изгибе | 2800 | Трехточечный изгиб | 2600–3000 | МПа |
Особенности заказа и поставки смеси ВП322
Твердосплавная смесь ВП322 поставляется в герметичных барабанах или мешках с полиэтиленовым вкладышем, исключающим увлажнение и окисление порошка. Рекомендуемый срок хранения при соблюдении условий складирования — 12 месяцев с даты изготовления. При организации производства изделий из ВП322 необходимо учитывать, что смесь предназначена для прессования в жестких пресс-формах на механических или гидравлических прессах с усилием 200–600 кН/см.
Для заказчиков, осуществляющих серийный выпуск твердосплавного инструмента, смесь ВП322 может поставляться с индивидуально подобранным содержанием пластификатора под конкретную номенклатуру прессуемых изделий. Допускается также поставка смеси без пластификатора для последующего введения связующего непосредственно на предприятии-изготовителе.
Вопросы и ответы
Какое содержание кобальта в смеси ВП322?
Содержание кобальта в смеси ВП322 составляет 15 % по массе с допустимым отклонением 0,5 %. Такая концентрация связующего обеспечивает высокую вязкость сплава при сохранении износостойкости.
При какой температуре спекают изделия из ВП322?
Спекание изделий из смеси ВП322 проводится в вакууме или водороде при температуре 1380–1420 C. Продолжительность изотермической выдержки зависит от массы и сечения изделия и составляет 40–90 минут.
Какая усадка происходит при спекании ВП322?
Линейная усадка при спекании смеси ВП322 составляет 18–22 %. Точное значение зависит от давления прессования и конфигурации изделия и уточняется при отработке технологического процесса.
Для какого инструмента подходит сплав ВП322?
Сплав ВП322 применяется для изготовления буровых коронок, резцов шарошечных долот, штампового инструмента, фильер и накатных роликов, работающих в условиях ударных и абразивных нагрузок.
