ВЛИЯНИЕ TaC НА МИКРОСТРУКТУРУ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ WC-Co

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрено влияние добавок TaC на микроструктуру крупнозернистых твердых сплавов WC-Co. Определены основные недостатки и достоинства.

ABSTRACT

The article discusses the effect of TaC additives on the microstructure of coarse-grained WC-Co cemented carbides. The main disadvantages and advantages are identified.

Ключевые слова: Твердый сплав, легирование, порошковая металлургия, размер зерна.

Keywords: Carbide, alloying, powder metallurgy, grain size.

Твердый сплав — это твердый материал, широко используемый в качестве материала для режущего инструмента, а также для других промышленных целей. Он состоит из мелких частиц карбида, скрепленных в композит связующим металлом. Твердые сплавы — это композиты с металлической матрицей, где частицы карбида действуют как заполнитель, а металлическое связующее служит матрицей. Твердые сплавы из WC-Co обладают высокой твердостью и прочностью, хорошей вязкостью и износостойкостью широко используются в режущих, механических, сверлильных, горных инструментах, износостойких деталях и т. д. Известно, что механические и эксплуатационные свойства твердых сплавов WC–Со во многом определяются размером зерна карбида вольфрама. Влиять на размер зерна возможно за счет варьирования дисперсности исходных порошков, оптимизации режимов размола порошков и спекания формовок, введения ингибиторов роста карбидного зерна и др. Одним из наиболее эффективных способов является введение в состав сплава ингибиторов роста карбидного зерна, которые существенно влияют на скорость перекристаллизации зерен WC в процессе жидкофазного спекания. Наиболее известными ингибиторами роста карбидного зерна являются следующие соединения: VC, NbC, TaC, TiC, Mo₂C, Cr₃C₂, ZrC, HfС.

В данной статье исследовано влияние добавок TaC на микроструктуру крупнозернистых сплавов WC-Co. Были исследованы крупнозернистые твердые сплавы WС-6%Cо, легированные 0,1-0,4% TaC и 0,4-1,2% W.

Рисунок 1. Технологическая схема получения твердых сплавов

Спекание твердосплавных смесей производилось в вакуум-компрессионной печи по распространенной промышленной технологии. Нагрев до температуры 750 ^ОС происходит в атмосфере водорода, скорость нагрева составляет 2,5 ^ОС/мин, выдержка 1 час производится при температуре 350 ^ОС. Дальнейший нагрев 5 ^ОС/мин происходит в вакууме до температуры окончательного спекания. Окончательная выдержка при температуре 1450 ^ОС происходит 20 мин в вакууме и 40 мин при компрессии 50 бар в среде аргона.

Рисунок 2. График зависимости размера зерна от содержания TaC при различных содержаниях W

Максимальный размер зерна (4,85 мкм) имел твердый сплав без легирующих добавок. Первоначальные Добавки 0,1-0,2 TaC уменьшает средний размер зерна на 0,6-0,9 мкм по сравнению с образцами без легирующих. Увеличение содержания ТaC более 0,2% добавок не оказывает значительного влияния на размер зерна. Толщина кобальтовой прослойки существенно не изменялась. В заключение следует отметить, что добавки более 0,2% TaC не имеет смысла так как дальнейшее увеличение содержание TaC не оказывает никакого влияния.

Список литературы:

1. Твердые сплавы В. С. Панов, Е. А. Левашов, И. Ю. Коняшин, А. А. Зайцев МИСиС Москва 2019, - с 1-395
2. Твердые сплавы WC–Co, легированные карбидом тантала Обзор © 2015 г. В. С. Панов, А. А. Зайцев
3. Либенсон Г.А., Лопатин В. Ю., Комарницкий Г.В. Процессы порошковой металлургии. М.: МИСиС, 2002.