Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 60 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Введение Одной из важных задач, стоящих перед металло- обрабатывающими предприятиями России, является повышение производительности обработки металла с сохранением высокого уровня качества продукции. Основными инструментальными материалами, ши- роко применяемыми в металлообработке, являются вольфрамокобальтовые твердые сплавы. Существен- ные недостатки, снижающие эксплуатационные ха- рактеристики вольфрамокобальтовых твердых спла- вов, – это низкие значения предела прочности при поперечном изгибе, невысокая стойкость к ударным нагрузкам, а также высокая стоимость компонентов. Одним из способов повышения надежности ин- струментального материала служит поверхностное упрочнение, например, нанесение различного рода упрочняющих покрытий [1,2], поверхностное моди- фицирование высокоэнергетическими источниками нагрева [3, 4] и др. Получение материала, сочетаю- щего высокую твердость и износостойкость поверх- ности с высокой прочностью сердцевины при по- перечном изгибе, позволяет существенно повысить УДК 621.762.03 СОЗДАНИЕ ГРАДИЕНТНОЙ СТРУКТУРЫ В ТВЕРДОМ СПЛАВЕ ВК20 ПРИ ОПЛАВЛЕНИИ НА ПОВЕРХНОСТИ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ ВК6 ЛАЗЕРНЫМ ЛУЧОМ* А.Г. ТЮРИН, канд. техн. наук, доцент, Д.Н. ПРОХОВ, магистрант, А.А. РУКТУЕВ, аспирант ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 3 сентября 2012 года Тюрин А.Г. – 630092, г. Новосибирск; Новосибирский государственный технический университет, e-mail: tyurin78@mail.ru Представлены результаты микроструктурных исследований твердого сплава ВК20 после оплавления на его поверх- ности порошковой смеси ВК6 лазерным излучением. Приведены результаты металлографических исследований компо- зиции «ВК20-ВК6» после оплавления лазерным лучом. Установлено, что в процессе оплавления лазерным излучением в поверхностном слое происходит химическое взаимодействие между компонентами вольфрамокобальтовой порошковой смеси по реакции 3Co + 3WC → (Co;W) 3 C + 2C. Высокая скорость охлаждения при лазерной обработке способствует сохранению продуктов данной реакции – углерода в виде графитных включений и сложного карбида (Co;W) 3 C до ком- натной температуры. Ключевые слова: вольфрамокобальтовый твердый сплав, обработка лазерным лучом, градиентная микроструктура. _______________ * Работа выполнена в рамках реализации проекта ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», государственный контракт № 16.513.11.3004 от 08 апреля 2011 года эксплуатационную надежность металлообрабаты- вающего инструмента и тем самым увеличить произ- водительность металлообработки. Цель работы заключается в исследовании струк- туры и свойств вольфрамокобальтовых твердых сплавов с градиентной микроструктурой, сформиро- ванной поверхностной обработкой лазерным лучом. Материалы и методы исследования В качестве материалов, применяемых в экспери- ментах, использовали промышленный твердый сплав ВК20 и твердосплавную порошковую смесь ВК6, изготовленную в соответствии со стандартом СТО 00196144-0727-2010 «СМК. Процессы жизненного цикла продукции. Смеси твердосплавные для произ- водства изделий». Химический состав используемой порошковой смеси представлен в таблице. Технология поверхностного упрочнения твердо- го сплава ВК20 с использованием лазерной энергии включала следующие этапы: – нанесение порошковой смеси ВК6 на обрабаты- ваемую поверхность сплава ВК20;