Obrabotka Metallov 2012 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (57) 2012 89 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ а б Рис. 1 . Характерные участки композиции “ВК15-СК”: а – микроструктура переходного слоя; б – микроструктура поверхностного слоя Испытывались цилиндрические образцы диаметром 2 и высотой 10 мм. По результатам испытаний определяли относительную износо- стойкость ε по формуле Δ ρ ε = Δ ρ эт обр обр эт m m где Δ m эт , Δ m обр – потеря массы эталонного и ис- пытуемого образцов; ρ обр , ρ эт – плотность испы- туемого и эталонного образцов. Результаты и обсуждение Результаты исследований микроструктуры поперечных микрошлифов образцов из твердых сплавов с градиентным строением, полученной жидкофазным спеканием карбида вольфрама марки СК, свидетельствуют о формировании двух ярко выраженных зон. Для первой поверх- ностной зоны характерно крупнозернистое стро- ение и незначительное количество пор размером 15...30 мкм. Размер частиц карбида вольфрама практически не изменяется при жидкофазном спекании. На рис. 1 представлены характерные фотографии микроструктур полученной компо- зиции. Объемная доля пор находится в диапазо- не от 8 до 10 %. Можно отметить, что в процессе спекания порошка карбида вольфрама на поверхности прессовки из смеси ВК15 происходит миграция жидкой фазы в порошковый слой из частиц мар- ки СК. Анализ литературных данных свидетель- ствует о том, что на процесс миграции жидкой фазы оказывают влияние несколько факторов, среди которых особо значимыми являются гра- диент по концентрации кобальта между поверх- ностным слоем и сердцевиной, а также размер упрочняющих фаз в спекаемых компонентах. Например, в работах [2, 3] отмечается, что ми- грация жидкой фазы преимущественно идет из области, имеющей крупнозернистое строение, в область с мелкозернистым строением. Данное заключение стало основанием для выбора круп- нозернистого порошка карбида вольфрама марки СК. Размер исходных частиц карбида вольфрама в порошке СК составлял 8,5…13 мкм, в то время как размер частиц в порошковой смеси ВК15 был равен 3…5 мкм. Способствовать значительной миграции жидкой фазы могла высокая темпера- тура спекания (1450 °С) и длительная выдержка (1 ч). Положительное влияние на снижение сте- пени миграционных процессов может оказывать уменьшение температуры жидкофазного спека- ния с 1450 до 1380 °С. Микроструктура твердо- го сплава, полученного при спекании порошка карбида вольфрама марки СК на поверхности прессовки из ВК15 при 1380 °С в течение одно- го часа, аналогична строению композиции, по- лученной при температуре 1450 °С (см. рис. 1), и имеет две характерные зоны. Объемная доля ма- териала связки в покрытии составляет 6–7 %, а в средней части изделия 12–16 %. Соответственно объемная доля частиц карбида вольфрама в по- верхностном слое составляет 93–94 %, а в серд- цевине изделия 84–88 %. Появление пор в сформированном поверх- ностном слое, вероятно, связано с неравномер- ной миграцией жидкой фазы в поверхностный слой. Использование в качестве упрочняющего слоя порошковых смесей с низким содержанием