Trda zlitina. Žigi, značilnosti, uporaba. Karbidno orodje

Trdne kovine in zlitine so obrabno odporni materiali, ki lahko ohranijo svoje lastnosti pri povišanih temperaturah (900-1100 stopinj). Znani so človeku že več kot sto let.

Splošne značilnosti

Trde zlitine so narejene predvsem na osnovi kroma, tantala, titana, volframa z dodatkom različnih količin niklja ali kobalta. Med proizvodnjo se uporabljajo trajni karbidi, ki niso izpostavljeni razgradnji in raztapljanju pri visokih temperaturah. Trda kovina se lahko izlije ali sintrira. Karbidi so krhki. V zvezi s tem se za tvorbo trdnega materiala njihova zrna vežejo s primernimi kovinami. Slednji so železo, kobalt, nikelj.

Cast cast

Tako pridobljeno karbidno orodje odlikuje visoka odpornost na abrazijo zaradi materiala obdelovanca in padajočih čipov. Ne izgubijo svojih lastnosti pri temperaturi ogrevanja od 750 do 1100 stopinj. Ugotovljeno je bilo, da se lahko proizvodi, ki nastanejo s taljenjem ali ulivanjem z dodatkom kilograma volframa, obdelajo petkrat več materiala kot pri izdelkih iz t hitrorezno jeklo z enako vsebnostjo W. Ena od pomanjkljivosti teh spojin je njihova krhkost. Z zmanjšanjem deleža kobalta se poveča. Hitrost rezkarjev iz karbidne trdine je 3-4 krat večja kot pri jeklu.

Sintrirani materiali

Vključujejo kovinsko spojino, ki jo veže zlitina ali kovina. Kot osnova se praviloma uporablja karbid (vključno s kompleksom) titana ali volframa, pa tudi tantal. Manj pogosto se uporablja pri proizvodnji boridov. Matrica, da imajo zrna materiala deluje sveženj - zlitine ali kovine. Praviloma je kobalt. To je ogljično nevtralen element. Kobalt ne tvori lastnih karbidov in ne uničuje drugih. Manj pogosto pa vez uporablja nikelj in njegovo spojino z molibdenom.

Primerjalna značilnost

Sintrirani materiali so pridobljeni s praškasto metodo. Tovrstna obdelava trdih zlitin se izvaja samo z mletjem ali s fizikalno-kemijskimi metodami (laser, jedkanje v kislinah, ultrazvok in drugo). Izdelki iz litine so utrjeni, žarjeni, starani in tako naprej. Namenjeni so površinski obdelavi na orodju. Praškasti materiali se pritrdijo s spajkanjem ali mehansko.

Razvrstitev

To je odvisno od vsebnosti kobalta, tantala, volframa in titanovih karbidov. V zvezi s tem so obravnavani materiali razdeljeni v tri skupine. Pri označevanju blagovnih znamk spojin se uporabljajo črke:

1. Volframov karbid - "B".
2. Kobalt - "K".
3. Titanov karbid - prvi "T".
4. Tantalov karbid - drugi "T".

Številke za črkami označujejo približno odstotek komponent. Preostanek v spojini (do 100%) je volframov karbid. Črke, označene na koncu, označujejo zrno strukture: “B” - velika, “M” - majhna, “OM” - še posebej majhna. Industrija proizvaja trde zlitine VK (volfram), TTK (titanotantalum-volframov) in TC (titan-volfram).

Razpoznavne značilnosti

Glavne lastnosti trde zlitine so njihova visoka trdnost, odpornost proti obrabi. Hkrati se zadevni materiali razlikujejo po nižji viskoznosti in toplotni prevodnosti v primerjavi z jeklom. To je treba upoštevati pri uporabi izdelkov. Če izberete trdo zlitino, morate upoštevati številna priporočila:

1. V primerjavi z izdelki iz titana in volframa imajo izdelki iz volframa nižjo temperaturo varjenja z jeklom. V zvezi s tem se uporabljajo za delo z železom, barvnimi kovinami in nekovinskimi materiali.
2. Za jeklo je priporočljivo uporabiti spojine iz skupine TK.
3. Karbidna kvaliteta TTK ima visoko viskoznost in natančnost. Uporablja se za delo s kovinskimi odkovki, ulitki v neugodnih razmerah.
4. Zaključna obdelava in fino struženje z majhnim prerezom čipov zagotavljajo karbidne rezine z drobnozrnato strukturo in manjšo vsebnostjo kobalta.
5. Pri neugodnih pogojih in grobem delu z materiali z udarno obremenitvijo je priporočljivo uporabiti spojine z visoko vsebnostjo kobalta. Vendar pa morajo imeti grobo strukturo.
6. Zaključna in groba obdelava v procesu neprekinjenega rezanja poteka predvsem s spojinami s povprečnim deležem kobalta.

Praškasti materiali

Predstavljene so z dvema skupinama: vsebujejo in ne vsebujejo volframa. V prvem primeru je trda zlitina predstavljena kot mešanica tehničnega praška W in fero-volframa s cementirnimi komponentami. Izdelana je bila v ZSSR. Ta trda zlitina se imenuje "vocar". Postopek izdelave materiala je naslednji:

1. Visoko kakovostni fero-volfram in tehnično prašna W sta pomešana z mletim koksom, sajami in drugimi podobnimi komponentami.
2. Nastala masa je gnetena na sladkornem sirupu ali smoli v gosti pasti.
3. Iz mešanice se stisnejo briketi, ki so rahlo požgani. Treba je odstraniti hlapne spojine.
4. Po žganju se briketi zmeljejo in presejejo.

Končni material ima tako videz krhkih črnih zrn. Njihova velikost je 1-3 mm. Posebnost teh materialov je njihova velika gostota.

Stalin

Ta trda zlitina ne vsebuje volframa, kar povzroča nizko ceno. Prav tako je bil izumljen v sovjetskih letih in se pogosto uporablja v industriji. Kot je pokazala praksa, kljub dejstvu, da ta trda zlitina ne vsebuje volframa, ima visoke mehanske lastnosti, ki v večini primerov izpolnjujejo tehnične zahteve. Stalinit ima pomembne prednosti pred materiali iz volframa. Prvič, to je nizka (1300-1350 stopinj) tališče. Materiali iz volframa se lahko spremenijo šele od 2700 stopinj. Tališče 1300-1350 stopinj močno olajša odlaganje, izboljša njegovo delovanje. Kot osnova za stalinit se uporablja mešanica poceni praškastih zlitin, feromanganov in ferokroma. Proizvodnja tega materiala je podobna postopku izdelave volframovih spojin. V Stalinit je 16-20% kroma, 13-17% mangana.

Uporaba

V sodobni industriji so trde zlitine zelo razširjene. V tem primeru se materiali nenehno izboljšujejo. Razvoj tega proizvodnega sektorja poteka v dveh smereh. Najprej se izboljšajo sestave zlitin, izboljša njihova proizvodna tehnologija. Poleg tega se uvajajo inovativni načini uporabe spojin za izdelke. Karbidna orodja prispevajo k znatnemu povečanju produktivnosti. To zagotavlja visoka odpornost proti obrabi in toplotna odpornost izdelkov. Takšne lastnosti omogočajo delo pri hitrostih, ki so 3-5 krat višje od tistih za jeklo. Takšne prednosti, na primer, imajo sodobne robove. Karbidni materiali, pridobljeni z uporabo naprednih tehnologij (elektrokemijske in elektrofizične metode), vključno z uporabo diamantnih gredic, so danes ena najbolj priljubljenih v industriji.

Razvoj dogodkov

Danes se v domači industriji izvajajo različne študije, vključno s poglobljeno analizo možnosti izboljšanja lastnosti trde zlitine. Gre predvsem za granulometrično in kemično sestavo materialov.

Kot dokaj uspešen primer v zadnjih nekaj letih se lahko navedejo spojine skupine TSN. Takšne zlitine so posebej izdelane za torne enote, ki delujejo v agresivnem kislem okolju. Ta skupina še naprej razvija nove spojine v skupini VN, ki jo je predlagal All-Russian NIITS.

Pri raziskavah je bilo ugotovljeno, da se z zmanjšanjem velikosti zrn karbidne faze bistveno povečajo lastnosti, kot sta trdnost in trdota zlitin. Uporaba tehnologij za regulacijo in obnavljanje plazme po velikosti delcev danes omogoča proizvodnjo materialov, katerih frakcija je manjša od mikrona. Zlitine blagovne znamke TSN danes široko uporabljajo v proizvodnji enot nafte in plina in kemičnih črpalk.

Ruske industrije

Eno od vodilnih podjetij, ki se ukvarjajo s proizvodnjo in znanstvenim razvojem, je tovarna trdih zlitin Kirovograd. KZTS ima bogate lastne izkušnje pri uvajanju inovativnih tehnologij v proizvodnji. To mu omogoča, da zasede prvo mesto na industrijskem trgu Rusije. Podjetje je specializirano za proizvodnjo sintranih karbidnih orodij in izdelkov, kovinskih prahov. Vprašanje je bilo prilagojeno od januarja 1942. V poznih devetdesetih letih je bilo podjetje nadgrajeno. V zadnjih nekaj letih je obrat trdih zlitin iz Kirovograda usmerjal svoje dejavnosti v proizvodnjo izboljšanih večplastnih izmenljivih plošč z obrabnimi večplastnimi premazi. Podjetje razvija tudi nove spojine brez volframa.

Zaključek

Pozitivne izkušnje številnih industrijskih podjetij kažejo, da v bližnji prihodnosti zlitine brez volframa ne bodo postale še bolj priljubljene, temveč bodo lahko nadomestile tudi druge materiale, ki se uporabljajo za izdelavo izdelkov za rezanje in rezanje, strojne dele, ki delajo v težkih pogojih, orodja in dodatke. Danes je že nastala cela skupina spojin na osnovi karbonitrida in titanovega karbida. Uporabljajo se na številnih proizvodnih območjih. Trde zlitine TV4, LTSK20, KTN16, TH50, TH20 so široko razširjene. Nov razvoj vključuje materiale iz tantalovega TaC, niobijskega NbC, hafnija HfC in titanovih TiC skupin. Proizvodnja orodja, ki uporablja te zlitine, omogoča zamenjavo volframa z razmeroma poceni dodatki, s čimer se širi obseg uporabljenih surovin. To pa zagotavlja sprostitev izdelkov s specifičnimi lastnostmi, ki imajo boljše karakteristike.