6. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ (Т15К10, ВК8, МС146, МС221)
Кокорин Н.А.
Краткий справочник материалов, воспринимающих криогенное воздействие.
Ижевск: ООО «НПЦ «КриоТехРесурс», 2021.
6. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ
(Т15К10, ВК8, МС146, МС221)
Тинановольфрамовые и вольфрамовые сплавы изготавливаются в виде пластинок и стержней спеканием и используются в качестве металлообрабатывающего инструмента. Они обладают высокими показателями твердости (HRA 82 – 92) и износостойкости при температурах 800 – 1000ºС. Сплавы с повышенным содержанием кобальта имеют несколько пониженную твердость (HRA 88) и износостойкость, но обладают высокой эксплуатационной прочностью и сопротивляемостью ударам и вибрациям. С целью сохранения высокой эксплуатационной прочности и сопротивляемости ударам и вибрациям, повышения износостойкости (таблица 32) применяют криогенную обработку.
В производстве режущего инструмента из тинановольфрамовых и вольфрамовы сплавов PVD-покрытия являются средством дополнительного повышения износостойкости за счет высокой твердости, низкого коэффициента трения, высокой химической устойчивости, повышения теплопроводности. Стойкость инструмента с PVD-покрытием повышается в 1,5-2 раза. Мониторинг ресурса упрочненных криогенной обработкой твердосплавных фрез с PVD-покрытием диаметром от 6 до 16 мм, используемых для обработки деталей с поверхностной твердостью до 50 единиц HRC, на протяжении нескольких лет, показал увеличение стойкости фрез от 25 до 30% [16].
Влияние криогенной обработки на износостойкость твердосплавного
металлообрабатывающего инструмента [1]
Таблица 32
|
Марка сплава |
Износ, мм |
Относительный износ не обработанного к криогенно обработанному | ||||
|
до КО |
после КО |
до КО |
после КО | |||
|
основной |
кратерный |
основной |
кратерный |
основной |
кратерный | |
|
Т15К10 |
0,34 |
0,37 |
0,25 |
0,3 |
1,36 |
1,23 |
|
ВК8 |
0,16 |
- |
0,14 |
- |
1,14 |
- |
|
МС146 |
0,31 |
0,31 |
0,23 |
0,28 |
1,35 |
1,11 |
|
МС221 |
0,3 |
0,4 |
0.27 |
0,34 |
1,11 |
1,18 |
Криогенная обработка позволяет производить объемное упрочнение твердосплавного и алмазного породоразрушающего инструмента. При термической обработке в области низких отрицательных температур происходит изменение тонкой кристаллической структуры твердых сплавов и композиционных материалов за счет пластической деформации кобальтовой или иной связки в локальных областях по периметру включений (карбид вольфрама, карбид титана, алмазы, релит и др.) и имеет структурный характер. Это положительно сказывается на эксплуатационных характеристиках коронок с твердосплавными резцами (коронки типа «СА») (таблицы 33 и 34), коронок армированных твердосплавными резцами, предназначенных для бурения скважин ударно-вращательным способом с использованием ударников и перфораторов (коронки типа «КГ», «ГПИ», «КП», «КДП» и др.), шарошечных долот с твердосплавными резцами, алмазного породоразрушающего инструмента.
Влияние криогенной обработки на износостойкость твердосплавных коронок СА [15]
Таблица 33
|
Категория горных пород |
Диаметр коронок, мм |
Углубка на коронку, м |
Увеличение износостойкости в, % | |
|
до КО |
после КО | |||
|
VI |
93 |
7,01 |
9,84 |
40 |
|
VII |
76 |
4,94 |
7,33 |
48 |
|
93 |
5,94 |
8,32 |
40 | |
|
VIII |
76 |
2,64 |
3,64 |
54 |
|
93 |
3,74 |
5,87 |
49 | |
|
IX |
76 |
1,20 |
2,05 |
71 |
Влияние криогенной обработки на производительность бурения твердосплавными коронками СА [15]
Таблица 34
|
Категория горных пород |
Диаметр коронок, мм |
Механическая скорость бурения, см / мин |
Повышение производительности бурения, % | |
|
до КО |
после КО | |||
|
VI |
93 |
3,6 |
4,5 |
25 |
|
VII |
76 |
3,2 |
4,0 |
30 |
|
93 |
2,9 |
3,8 |
30 | |
|
VIII |
76 |
2,0 |
2,8 |
40 |
|
93 |
1,9 |
2,6 |
36 | |
|
IX |
76 |
1,4 |
2,1 |
50 |
