Механические свойства сплава ак8 при повышенных температурах

Как увеличить скорость обработки стали резанием? Над решением этого вопроса инженеры и профессора всего мира трудились и продолжают трудиться со времен совершения промышленной революции. Высокие показатели твердости, теплостойкости, износостойкости – вот неполный перечень задач, стоящих перед учеными. Так, в Германии середины 30х годов активно проводились исследования по поиску материала, отвечающего всем вышеперечисленным требованиям. Тогда и появился первый аналог твердого сплава ВК8. Образцы данного материала по скорости резания превзошли все типы сталей, существующих на тот момент. Что послужило причиной такого успеха? Каков химический состав? Как, в конце концов, выглядит расшифровка ВК8? Обо всем этом по порядку.

Химический состав и способ получения

Согласно ГОСТ 3882-74 твердый сплав ВК8 представляет собой смесь зерен карбида вольфрама и кобальта, выступающего в качестве связующего звена. Кобальт (ГОСТ 123-2008) – металл, по виду схожий с железом, но обладает более темным оттенком. Основное назначение его в ВК8 – это придание тягучести и прочности сплаву. Карбид вольфрама (ГОСТ 28377-89)- соединение углерода с тугоплавким металлом вольфрамом. Твердость – свыше 80 единиц по Роквеллу.

ВК8 является продуктом порошковой металлургии, т. к. вышеперечисленные свойства составных элементов не позволяют проводить механическую обработку ковкой. Получение мелкой фракции карбида и кобальта осуществляется способом восстановления из оксидов и включает следующие операции:

• Дробление шихты структурных составляющих.
• Просеивание через сито с размером ячейки 1-2 мкм.
• Смешивание фракций в пропорции, согласно требуемому химическому составу твердого сплава ВК8.
• Предварительное придание формы прессованием с использованием органического клея.
• Обработка давлением свыше 30 МПа и температурой 1400 ºС.

Вследствие этих процессов расплавившийся кобальт смачивает, а при последующей кристаллизации скрепляет кристаллы карбида. Как результат, образуется прочное и износостойкое соединение.

Физические свойства

ВК8 в отличие от быстрорежущих сталей обладает большей твердостью, которая соответствует 87,5 единиц HRC. Как пример, сталь Р12 имеет всего 60-70 HRC.

Теплостойкость сплава, т. е. температура, при которой материал будет работать, не теряя жесткости, составляет 800-1000 ºС. Благодаря этому и высокому значению теплопроводности (50,2 ВТ/ м С) резец ВК8 может работать со скоростью резания до 200 м/мин, в зависимости от типа обрабатываемого материала. Тогда как в этих же условиях сталь Р12 позволяет достичь значения только в 50 м/мин.

Предел прочности 1660 Н/мм2, плотность 14,5 г/см3, ударная вязкость 35 кДж/м2 – данные механические свойства дают возможность использовать сплав в условиях динамических и вибрационных нагрузок.

Физические свойства определяются не только его химическим составом, но и размером зерна карбида вольфрама. Чем больше зерно, тем выше показания прочности и ниже значение износостойкости. И наоборот, если сплав имеет мелкозернистую структуру.

Расшифровка стали ВК8

Обозначение исходит из наличия в составе карбидной фазы и связки в виде кобальта. В целом, оно схоже с шифровкой легированных сталей. Буква «В» означает вольфрам, «К» – кобальт. Цифра в конце определяет процентное соотношение последнего элемента. Итак, ВК8 состоит на 92% из карбоната вольфрама и 8% кобальта.

Для обозначения зернистости в конце могут ставить букву «М», что значит мелкозернистый, или «В» – крупнозернистый. Отсутствие буквы говорит о наличии среднего по размеру зерна в составе.

Область применения ВК8

ВК8 получил широкое распространение в разных видах производства, начиная с медицины и заканчивая ювелирным делом. Режущие инструменты, сделанные из данного твердого сплава, хорошо сопротивляются воздействию истирания материалом заготовки. Они не изменяют своей физической структуры и сохраняют эксплуатационные характеристики до температуры 1100 ºС, в отличие от инструментальных и быстрорежущих сталей. Из-за этого ВК8 получил наибольшее применение в следующих производственных операциях:

• Механическая обработка деталей. Изготовление токарных резцов, фрез, сверл, зенкеров. Технологические операции, которые выполняют данным инструментом, подходят как для черновых, так и для чистовых работ. ВК8 зарекомендовал себя в обработке материалов с высоким значением коэффициента вязкости: бронзы, латуни, чугуны, жаропрочные стали, коррозионностойкие стали, сплавы титанов. Следует обратить внимание, что для обеспечения лучшей скорости резания и уменьшения износа рабочего инструмента необходимо учитывать зернистость сплава. Крупнозернистый сплав ВК8 применяют в условиях грубого, чернового точения жаростойких сталей и значительной величины подачи резца. Мелкозернистую структуру материала применяют для чистовой обработки стальных (без термообработки), чугунных, фторопластовых, алюминиевых и бронзовых деталей.
• Бесстружковая обработка. Изготавливают валки прокатного оборудования, пуансоны и матрицы для штамповки цветных металлов, калибровки труб и прутков.
• Газотермический напылитель. Нанесение его на поверхность деталей любых типов сталей увеличивает показатели ее износостойкости.
• Быстроизнашивающиеся детали механизмов и машин. Например, как материал обоймы подшипников скольжения. При условии наличия жидкостного трения работает на окружных скоростях шпинделя до 6 м/с.

Твердосплавные материалы поставляются в следующих видах: пластины под напайку (или наклеиваемые) и сменные. Последние крепятся к державке режущего инструмента резьбовым соединением. В целях экономии для изготовления державки используют конструкционную сталь обычного качества.

С помощью дополнительных операций можно улучшить механические свойства резцов. Так, пластина ВК8 увеличивает свой предел прочности на 23% после обработки алмазным шлифованием ее поверхности. Соответственно, возрастает срок эксплуатации и стабильности работы.

Цена на твердый сплав ВК8

Стоимость ВК8 по всей России приблизительно одинаковая – от 800 до 900 рублей за 1 килограмм. Такая высокая цена объясняется дефицитом и одновременно большим спросом в вольфраме. Усугубляется это еще и дорогостоящими технологиями, с помощью которых осуществляют добычу твердого сплава.

Оцените статью:

Рейтинг: 5/5 – 3
голосов

Сегодня в разных отраслях производства сталкиваются с потребностью использования изделий, изготовленных из материалов вольфрамовой группы.

Применение ВК8

Твердый сплав ВК8 применяется для осуществления черновых работ:

• стачивания неоднородностей на сечениях среза;

• сверления отверстий;

• строгания;

• фрезеровочных работ;

• зенкерования серого чугуна.

С его помощью обрабатываются поверхности сталей всех видов: легированных, чугунных, жаростойких; твердых пород дерева.

Черновое точение при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, строгание, черновое фрезерование, сверление, черновое рассверливание, черновое зенкерование серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Обработка коррозионно-стойких, высокопрочных и жаропрочных труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе сплавов титана.

Сплав ВК8 ГОСТ 3882-74 установлен еще при СССР – (посмотреть / скачать ГОСТ). При одинаковом процентном содержании вольфрама имеет физические свойства, существенно отличающиеся от аналогичного не лежащего в рамках конкретного ГОСТ.

к содержанию ↑

Откуда берется разница и чем она обуславливается

Табличные характеристики сплава ВК8 достигаются на производстве чаще всего методами порошковой металлургии. Отдельные элементы будущего оборудования прессуются в формы и спекаются при температурах плавления кобальта. Как результат получают довольно надежные пластины для резцов, сверла.

Расшифровка сплава ВК8 проста: содержание карбида вольфрама 92, кобальта 8% и всегда сохраняется таковым для конкретной маркировки. Иногда этот состав ошибочно относят к Победиту (90/10), но отличие в 2% принципиально для вольфрамовых соединений.

Более того металлургами было замечено, что твердость сплава ВК8, вышедшего с конвейера по таблице Роквелла колеблется от 91% иногда до 86% (при абсолютно идентичных пропорциях вольфрама и кобальта). Казалось бы, всего 5%, но они сильно влияли на предел прочности при изгибе, МПа. В первом случае он чуть ли не вдвое (2800) превышал значения ГОСТ 3882 (1670).

Дополнительные исследования показали, что отличия распространяются на плотность материалов 14,8 и 14,6 г/см3, ударную прочность, 35-30 кДж/м², а также оценочную характеристику, связанную с антикоррозийными свойствами металла, находящегося в морской воде.

Проведя ряд проверок и экспериментальных выпусков материалов, металлурги пришли к выводу, что влияние на получение сплава ВК8, состав которого остается неизменным влияют такие факторы:

• состояние используемых порошков (размер зерна, влажность);

• условия соединения (смешения) карбида вольфрама и кобальта;

• устанавливаемые температура, давление (с точностью до единиц измерения).

Учитывая имеющуюся разницу, пункты приема лома часто указывают характеристика материала, который они покупают. Кроме радиологической чистоты, он должен отвечать требованиям конкретных технологических условий, которые также имеют свои стандарты, скупщик о них заранее сообщает.

Интересный факт. Различные марки стали, сплавы имеют цветовую маркировку. ВК8 ГОСТ 3882 отмечается красным, а ее разновидности дополняются синей полосой.

к содержанию ↑

Иногда берут любой твердый сплав в рамках марки сплава ВК8. Она достаточно высоко ценится, но на рынке нет единой стоимости. Точную цену может сказать эксперт после осмотра товара.

Кроме перечисленных различий к ним добавляется фактор, связанный с типом металлического соединения элементов из ВК8 с основой изделия.

Способы крепления принципиально отличаются. На выходе дают либо чистый вольфрам/кобальт после механического крепления винтами или с пайками латуни, других соединительных металлов. Предпочтение всегда отдается чистым металлам, однако учитывая дефицит металлургической отрасли в вольфраме и кобальте, желание сокращать добычу руд, содержащих эти химические элементы, принимают практически все виды сплавов, но по разной цене.

Зарубежные аналоги сплава ВК8

к содержанию ↑

Область использования вольфрамсодержащих изделий

Применение сплава ВК8, как и другие схожие виды ТС, распространяется на разные отрасли производства, где требуется бурить скважины в абразивных горных породах, резать мрамор, заготавливать уголь, обрабатывать гранит. Также используются изделия из вольфрама в машиностроении для изготовления пар трения подшипников, штампов, пресс-форм.

Уже сегодня этот вид металла нашел область применения – особо прочные покрытия, создаваемые технологией напыления. Наиболее известный сплав ВП3325 изготавливается на его основе, он улучшает свойства хрупких соединений такими качествами:

• теплопроводностью, твердостью;

• модулем упругости;

• ударной прочностью;

• устойчивостью к вибрации.

Между тем, такой вид обработки малопрочных материалов обретает все большую популярность и находит применение в медицине, оптике, ювелирной промышленности. Такой подход к приборостроению одновременно снижает себестоимость продукции, а также вольфрамовую потребность. Благодаря возможности использования вторсырья, некоторые даже зарубежные предприятия, обеспечиваются ресурсами без дополнительной их добычи из недр земли.

к содержанию ↑

Среднерыночные цены на сплав ВК8 по всей России. ВК8 относится к лому твердого сплава, поэтому цена ничем не отличается и составляет:

• ВК8 чистый сплав, без напая – 850 руб/кг;

• ВК8 (напай) – 800 руб/кг.

ВК8 Челябинск

Химический состав в % материала ВК8 ГОСТ 3882- 74

Примечание: В последней версии ГОСТа 3882-74 (с изменениями 1-6) хим. состав отсутствует

Свойства материала ВК8

Предел прочности при изгибе 1666 Н/мм ²
Плотность 14.5-14.8 г/см ³
Твердость HRA не менее 88.0

Зарубежные аналоги материала ВК8Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

Обозначения:

ВК8-Сплавы твердые спеченные
ВК8-химический состав, механические, физические и технологические свойства, плотность, твердость, применение

Доступный металлопрокат

Материал ВК8 Челябинск

Без стали не обходится ни одно производство, будь то тяжелое машиностроение или изготовление бытовых электроприборов. Существует множество марок этого продукта, а также большое количество форм отпуска. Наша компания реализует материал ВК8 большими партиями и с минимальной наценкой. Для уточнения свойств и характеристик конкретной марки можно обратиться к менеджерам компании.

Как и вся продукция, материал ВК8 закупается у ведущих производителей. Поэтому мы готовы со всей ответственностью давать гарантию на качество. Минимальное количество посредников определяет и низкую стоимость. Вкупе с быстрой доставкой, это дает возможность нашим бизнес-партнеры вести стабильное и взаимовыгодное сотрудничество.

Помимо отпуска, в форме той или иной детали (заготовки), наша компания реализует обработку металлов. Все мероприятия проходят четкий контроль на соответствие ГОСТа и правилам. Специалисты нашего предприятия осуществляют такие работы как оцинкование, создание деталей по чертежам заказчика, производство отливок, изготовление различных профилей и многое другое.

Имея в арсенале новейшее оборудование и огромный, опыт мы можем предложить проверку изделия по ряду параметров, таким как прочностные характеристики, химический состав, чистота сплава и так далее.

Каждому покупателю предложен огромный ассортимент продукции различного формата, а также актуальных услуг и работ. Чтобы быстрее разобраться и выбрать товар соответствующий потребностям, нужно связаться с менеджером компании и получить развернутую информацию по всем интересующим вопросам.

Материал ВК8 купить в Челябинске

Индивидуальная стоимость выстраивается за счет персонального общения с каждым потенциальным заказчиком. Менеджеры учитывают объем сделки, делают скидки постоянным клиентам и ведут открытый диалог. В результате, даже при возникновении спорных ситуаций мы способны найти компромисс и прийти к решению, удовлетворяющему обе стороны.

Доставка

Работы по осуществлению логистики входят в пакет наших профессиональных услуг. Мы постоянно совершенствуем свои знания, приобретаем новейшую технику, для того, чтобы груз был доставлен в любую точку России.

Наличие собственных железнодорожных подъездов заметно увеличивает скорость отгрузки и последующей доставки. Имея такие ресурсы, мы гарантируем доставку грузов любого объема и габаритов. Такой профессиональный подход и делает нас лидерами на рынке металлопродукции.