Аннотация
В работе исследовали влияние различных охлаждающих сред при закалке на физико-механические и эксплуатационные свойства (твердость и величина износа по задней поверхности) изделий из порошкового твердого сплава. Исследования проводили на пятигранных неперетачиваемых пластинах ГОСТ 19065-80 из двойного твердого сплава марки Т15К6 с механическим креплением, причем параметры определяли как без снятия поверхностного слоя, так и после его снятия. При нагреве под закалку в хлорбариевых ваннах изменение массы образцов практически отсутствует. При закалке и отпуске в селитровых ваннах может происходить частичное растворение твердых сплавов, в связи с чем произвели измерения потери массы образцов. Производили закалку образцов в одном охладителе и изотермическую закалку в соляных ваннах. Для закалки в одном охладителе варьировали: температура нагрева под закалку – от 950 до 1150 оС; скорость охлаждения – от 10оС/с (воздух) до 110оС/с (масло); температура отпуска – от 200 до 600оС; кратность отпуска – от 1 до 3 раз со временем одного крата 15 мин. Анализ приведенных результатов термообработанных пластин показал, что в них происходят структурные изменения, наблюдается наличие -фазы при нагреве до температур 1300 и 1450оС. Режущие свойства пластин определяли путем резания на вертикально-фрезерном станке модели 6Н11. В качестве инструмента использовали торцовую фрезу диаметром 100 мм с механическим креплением испытываемых пластин. Экспериментально установленное изменение свойств твердых сплавов при термической обработке связано либо с изменением фазового состава сплава, состава связующей фазы, либо с более тонкими изменениями структуры карбидной фазы, отвечающей за износостойкость.
Ключевые слова
Термическая обработка, микротвердость, теплостойкость, прочность, твердый сплав марки Т15К6.
1. Методы повышения эксплуатационных свойств твердосплавного режущего инструмента / Богодухов С.И., Гарипов С.И., Калмыков Е.В., Шейнин Б.М.; ГОУ ОГУ. Оренбург, 2004. 27 с. Деп. в ВИНИТИ 11.10.04 №, 1583-В2004.
2. Третьяков В.И., Клячко Л.И. Твердые сплавы, тугоплавкие металлы, сверхтвердые материалы. М.: ГУП Издательство Руда и металлы, 1999. 264 с.
3. Пат. 2113532 Российская Федерация, МПК C 22 C 29/08. Твердый сплав / Гнюсов С.Ф.; заявитель и патентообладатель Институт физики прочности и материаловедения СО РАН. №96113793/02; заявл. 08.07.1996; опубл. 20.06.1998.
4. Пат. 2294261 Российская Федерация, МПК B 22 F 3/24, C 22 C 29/00. Способ закалки твердого сплава / Осколкова Т.Н.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет». №2005118570/02; заявл. 15.06.2005; опубл. 27.02.2007.
5. Пат. 2355513 Российская Федерация, МПК B 22 F 3/24, C 22 C 29/08. Способ закалки твердого сплава на основе карбида вольфрама / Осколкова Т.Н., Щеглова А.Б.; Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет». №2007133961/02; заявл. 11.09.2007;опубл. 20.05.2009.
6. Пат. 2356693 Российская Федерация, МПК B 22 F 3/24, C 22 C 29/00. Способ закалки твердого сплава / Осколкова Т.Н.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет». №2007139225/02; заявл. 22.10.2007; опубл. 27.05.2009.
7. Пат. 2392342 Российская Федерация, МПК C 22 C 29/00, B 22 F 3/24. Способ закалки твердого сплава на основе карбида вольфрама / Осколкова Т.Н.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет». № 2009116915/02; заявл. 04.05.2009; опубл. 04.05.2009.
8. Коваленко В.С. Обработка материалов импульсным излучением лазеров. Киев: Высшая школа, 1985. 144 с.
9. Клебанов Ю.Д., Григорьев С.Н. Физические основы применения концентрированных потоков энергии в технологиях обработки материалов. М.: Машиностроение, 2005. 220 с.
10. Коваленко В.С. Упрочнение деталей лучом лазера. Киев: Техника, 1981. 131 с.
11. Осколкова Т. Н., Каськова Н.К. Изменение структуры и свойств твердого сплава после закалки // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. 2005. №14.
12. Смольников, Е.А. Термическая и химико-термическая обработка инструментов в соляных ваннах. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1989. 312 с.
13. Бернштейн М.Л., Рахштадт А.Г. Металловедение и термическая обработка стали. М.: Металлургия, 1991. 451 с.
14. Анциферов В.Н. Термохимическая обработка порошковых сталей. Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 421 с.
15. Смирнова А.В., Кокорин Г.А. Электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1985. 192 с.
16. Хает Г.Л., Гах В.М., Громаков К.Г. Сборный твердосплавный инструмент. Издательство: Машиностроение,1989. 360 с
17. Лошак, М.Г. Прочность и долговечность. Киев: Наукова думка, 1984. 148 с.
18. Чапорова И.Н., Щетилина Е.А., Сереброва О.И. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1961. № 7. С. 44–46.
19. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания материалов. М.: Изд-во Ан СССР, 1960. 350 с.
20. Кан Р.У., Хаазен П.Т. Физическое металловедение, физико-механические свойства металлов и сплавов. – М.: Металлургия, 1987. 663 с.
21. Li Zhang, Yuan-Jie Wang., Yu Xian-wang., Shu. Chen, Xiong Xiang-Jin. Crack propagation characteristic and toughness of functionally graded WC-CO cemented carbide. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 26 (2008) 295–300.
22. L.J. De Oliveira, S.C. Cabral, M Filgueira. Study hot pressed Fe-diamond composites graphitization. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 35 (2012) 228–234.
23. J. Hell, M. Chirtoc, C. Eisenmenger-Sittner, H. Hutter , N. Kornfeind , P. Kijamnajsuk , M. Kitzmantel, E. Neubauer, K Zellhofer. Characterisation of sputter deposited niobium and boron interlayer in the copper–diamond system. Surf. Coat. Technol. 208 (2012) 24–31.
24. W.Q. Qiu, Z.W. Liu, L.X. He, D.C. Zeng, Y.-W. Mai. Improved interfacial adhesion between diamond film and copper substrate using a Cu(Cr)–diamond composite interlayer. Mater. Lett. 81 (2012) 155–157.
25. E.A. Levashov, V.V. Kurbatkina, A.A. Zaytsev. Improved mechanical and tribological properties of metal-matrix composites dispersion-strengthened by nanoparticles. Materials. 3 (2010) 97–109.
26. A.A. Zaitsev, D.A. Sidorenko, E.A. Levashov, V.V. Kurbatkina, V.A. Andreev, S.I. Rupasov, P.V. Sevast’yanov. Diamond tolls in metal bonds dispersion-strengthened with nanosized particles for cutting highly reinforced concrete. J. Superhard Mater. 34 (2010) 423–431.