Obrabotka Metallov 2012 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (57) 2012 87 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 1 Состав порошковых смесей Марка порошковой смеси Массовая доля % Средний размер по Фишеру, мкм Углерод общий Углерод свободный, не более Кобальт Кислород, не более Железо, не более ВК6 5,45...5,70 0,10 5,7...6,2 0,4 0,2 – ВК15 4,90...5,20 0,10 14,0...15,0 0,5 0,2 – СК 6,00...6,12 0,10 – – – 8,5...13,0 Т а б л и ц а 2 Технологические режимы компактирования порошковых смесей Параметр Значение Усилие сжатия, Н 650 000 Давление прессования, МПа 517,5 Скорость компактирования, мм/мин 0,35 Масса навески порошковой смеси, г 175 кие показатели прочности и трещиностойкости будут иметь сердцевину изделия, содержащую большее количество связующего металла. Цель работы заключается в исследовании структуры и свойств твердых сплавов с гра- диентной микроструктурой, сформированной жидкофазным спеканием вольфрамокобальто- вых порошковых смесей с малым содержанием кобальтовой фазы на поверхности прессовки из твердосплавной смеси с высокой концентрацией кобальта. Материалы и методы исследования В качестве материалов, применяемых в экс- периментах, использовали порошковые смеси ВК15, ВК6, изготовленные в соответствии со стандартом СТО 00196144-0727-2010 «СМК. Процессы жизненного цикла продукции. Сме- си твердосплавные для производства изделий» и порошок карбида вольфрама марки СК, при- готовленный в соответствии со стандартом СТО 00196144-0712-2010 «СМК. Процессы жизненного цикла продукции. Карбид вольфра- ма порошкообразный». Химический состав ис- пользуемых порошковых смесей представлен в табл. 1. Из порошковых смесей ВК6, ВК15 и по- рошкообразного карбида вольфрама марки СК изготавливали цилиндрические прессовки диа- метром 40 и высотой 10 мм. Прессование заго- товок осуществляли на прессе Scamex Monarch, по технологическим режимам, представленным в табл. 2. Для формирования градиентной структу- ры в вольфрамокобальтовых твердых сплавах использовали две схемы получения образцов. Первая схема предусматривала последователь- ное послойное прессование порошковых смесей ВК15 и ВК6 (или карбида вольфрама марки СК). Процесс получения заготовок по такой схеме со- стоял из двух стадий: на первом этапе в пресс- форме осуществляли прессование порошковой смеси ВК15, после чего, не вынимая заготовки из пресс-формы, осуществляли насыпку и прес- сование порошковой смеси ВК6 (или порошка карбида вольфрама марки СК). Общая высота заготовки, полученной таким способом, состав- ляла 10 мм, при этом толщина слоев из смесей ВК6 (порошка карбида вольфрама марки СК) и ВК15 была равна 5 мм. Вторая схема предусматривала спекание по- рошковой смеси ВК6 (или карбида вольфрама марки СК), нанесенной в виде шликера на по- верхность прессовки ВК15. Слой шликера имел толщину 1 мм и представлял собой суспензию порошковой смеси ВК6 (или карбида вольфрама марки СК) в этиловом спирте. Жидкофазное спекание композиций прово- дилось в вакуумной печи СГВ 2.4.2/15 при ско- рости нагрева от 2 до 4 °С/с; скорость охлажде- ния – от 0,08 до 0,6 °С/с; температура спекания составляла 1380 °С или 1450 °С. Выдержка при температуре спекания составляла 60 мин при остаточном вакууме от 1 . 10 –3 до 3 . 10 –5 Па. Металлографические исследования проводи- ли в диапазоне увеличений от 40 до 1500 крат с использованием оптического микроскопа Сarl Zeiss AXIO Observer A1m. Объектами исследо- вания служили металлографические шлифы, полученные с помощью пресса для заливки об-