О сплавах

Победит — металлокерамический твердый сплав, состоящий из карбида вольфрама WC и кобальта Со. Разработан в 1929 году в СССР, регламентирован ГОСТом 3882-74. По твердости сплав близок к алмазу, серого цвета, плотностью 14,0-15,0 кг/м3, сплав в 2 раза тяжелее, чем обычные стали. Изготавливают сплав методом порошковой металлургии. Процесс изготовления сводится к следующему: карбид вольфрама и связующий металл размалывают до нужной фракции зерна, полученный мелкий порошок карбида вольфрама и связующего металла кобальта или никеля перемешивают для получения нужной пропорции, далее прессуют в формы и спекают при высоких температурах, близких к температурам плавления связующего металла. В результате образуется очень плотная и твердая структура в виде монолитного сплава. Качество твердого сплава зависит от чистоты и однородности порошка, а также соблюдение всех тонкостей процесса производства. Не приемлемо использование вторичного сырья. Спеченные твердые сплавы обладают высокой твердостью 80-90 ед. HRA, износостойкостью и сохраняют эти свойства при температуре 900 — 1150 °С, что определяет их применение в качестве материала для изготовления изделий с повышенными требованиями к износостойкости.

В настоящее время разработаны различные марки вольфрам кобальтовых сплавов, которые относятся к группе ВК, однако в России эти марки по прежнему продолжают называть народным названием «ПОБЕДИТ», техническое обозначение сплава — это ВК. Буквы в обозначении указывают на наличие металла в сплаве, (к примеру карбид вольфрама — В), металла связки (зачастую это кобальт — К ) и цифрами процент содержания в сплаве того или иного металла. К примеру в обозначение сплава ВК8 — в составе вольфрам, как базовый элемент 92% и кобальт 8%. Процент содержания базового элемента в сплаве не указывают, процент его содержания вычисляется расчетом как 100% материала сплава минус % содержания связующего металла. В вольфрамовых твёрдых сплавах содержится от 3 до 30 % кобальта. В обозначение сплава иногда участвуют буквы к примеру сплав ВК8-ОМ, где ОМ — это размер зерна из которого сделан сплав. В зависимости от размера зерен (0,1-15 мкм) сплавы маркируют буквами НМ, УМ, ОМ, М, В, ВК, КС и другие.

Вольфрам содержащие сплавы изготавливают методом спекания. После спекания получают изделия с высокой точностью геометрическим размерам и шероховатостью поверхности Ra 2,5 — 3,2 мкм. Шлифование поверхности необходимо в случаях, если детали требуются с высокими допусками на размер менее 0,5 мм. Из-за высокой твердости сплава, спеченные детали трудны в обработке, их возможно обработать инструментами, в составе которых есть частицы алмаза. Процесс обработки длительный и дорогостоящий. Cплав практически не имеет линейного расширения. Характеризуется высокой красностойкостью, его теплостойкость достигает 750 — 1100 °С, твердость не меняется при нагреве до 1000 °С. Но он особо чувствителен к резким колебаниям температур, которые могут появиться в результате механической обработки (шлифования, резки, пайки, заточки и т.д.). При неправильном проведение этих процессов в сплаве появляются микротрещины, сплав становиться хрупким, как стекло.

В свойствах вольфрам содержащих сплавов группы ВК, большую роль играет размер зерна карбида вольфрама. С уменьшением размера зерна возрастает твердость и предел прочности на поперечный изгиб и наоборот, если увеличить размер зерна. С уменьшением или увеличением в сплаве количества кобальта меняется твердость cплава и области его применения, сплав где-то отлично работает при ударных нагрузках, а где-то на трение. Варьируя содержание кобальта в сплаве или размером зерен карбида вольфрама, можно в широких пределах регулировать величины твердости, прочности, износостойкости, однако невозможно добиться одновременного роста всех этих параметров. Сплавы с относительно низким содержанием кобальта (менее прочные, но более износостойкие) применяют в условиях трения. При работе деталей в условиях ударных нагрузок пользуются более прочными твердыми сплавами с повышенным содержанием кобальта и большим размером карбидного зерна, которые вместе с тем обладают меньшей износостойкостью.

В таблице представлены марки вольфрам содержащих сплавов группы ВК, химические и механические свойства.