Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 3 2019 129 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Температурный коэффициент линейного расширения вольфрамокобальтовых твердых сплавов Игорь Ефимович a, * , Иван Золотухин b , Евгений Завьялов c Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, г. Тюмень, 625000, Россия a https://orcid.org/0000-0002-9060-4988, egor_kosin@mail.ru, b https://orcid.org/0000-0002-1517-9117 , ivan.zolotukhin@mail.ru, c http://orcid.org/0000-0002-1704-4734, zavjaloves@tyuiu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 669.018.25:536.413.2 История статьи : Поступила: 10 июня 2019 Рецензирование: 09 июля 2019 Принята к печати: 15 августа 2019 Доступно онлайн: 15 сентября 2019 Ключевые слова : Термомеханические свойства мате- риалов Температурный коэффициент ли- нейного расширения ТКЛР Тепловая деформация Тепловое расширение твердых тел Дилатометрия Твердый сплав группы ВК Твердый сплав WC–Co Однокарбидный твердый сплав Двухфазный твердый сплав Вольфрамокобальтовый твердый сплав АННОТАЦИЯ Введение . Изделия, содержащие твердые сплавы и работающие при высоких температурах, испытывают большие температурные деформации, точность расчета которых зависит от точности температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). В литературных источниках данные по значениям ТКЛР для твердых сплавов значительно разнятся: не указаны тип ТКЛР, условия проведения экспериментов и часто игнорируется факт зависимости ТКЛР от температуры. Предметом исследования является ТКЛР вольфрамокобальтовых твердых сплавов с различной концентрацией кобальта по массе в диапазоне 3...20 %. Цель работы – получение зависимостей деформации твердых сплавов с разной концентрацией кобальта от температуры и уточнение значений ТКЛР с учетом его изменения от температуры. Методы . Исследования проводились на дилатометре Netzsch 402 PC в воздушной среде. Для исключения искажений показаний на начальном участке нагрева, обусловленных конструктивными особенностями дилатометров с толкателями, применен специальный метод обработки результатов. Он включает в себя расчет по полученным на дилатометре абсолютным удлинениям образца дифференциальных (истинных) ТКЛР, их аппроксимацию линейной функцией с последующим ее интегрированием по температуре для получения зависимости относительной деформации от температуры. Результаты и обсуждение . Получены экспериментальные значения температурных деформаций твердых сплавов в диапазоне от 20 до 650  С и рассчитаны значения дифференциальных ТКЛР. Выявлена линейная зависимость дифференциального ТКЛР от температуры, приведены коэффициенты аппроксимирующих функций для разных концентраций кобальта. Выведены зависимости относительных температурных деформаций твердых сплавов от температуры для разных концентраций кобальта и приведены коэффициенты аппроксимирующих полиномов. Установлено, что с увеличением концентрации кобальта линейно увеличиваются значения ТКЛР и скорость его изменения. Приведена обобщенная формула, позволяющая рассчитать относительную температурную деформацию и ТКЛР по известной температуре и концентрации кобальта. Полученные результаты могут быть использованы в задачах расчета тепловых деформаций и напряжений в изделиях, содержащих вольфрамокобальтовые твердые сплавы. ______ *Адрес для переписки Ефимович Игорь Аркадьевич , к.т.н., доцент Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, 625000, г. Тюмень, Россия Тел.: +7 (3452) 50-49-15, e-mail: egor_kosin@mail.ru Введение Двухфазные металлокерамические твердые сплавы группы ВК получили широкое распро- странение в различных отраслях промышленно- сти. Зачастую изделия, содержащие эти сплавы, работают в диапазоне высоких температур и, как следствие, испытывают большие температурные деформации. От точности расчета температур- ных деформаций зависят эксплуатационные ха- рактеристики подобных изделий, в связи с чем возникает необходимость в определении точных значений температурного коэффициента линей- ного расширения (ТКЛР) твердых сплавов. ТКЛР используется для расчета температур- ных деформаций и напряжений: в посадках с натягом; в деталях механизмов и приборов [1]; в рабочей части режущего, горного, бурового, PDC инструментов при их изготовлении и экс- Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2019 Том 21 № 3 с. 129–140 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.3-129-140 Для цитирования: Ефимович И.А., Золотухин И.С., Завьялов Е.С. Температурный коэффициент линейного расширения вольфрамокобальтовых твердых сплавов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 3. – С. 129–140. – DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.3-129-140.