Твердосплавные изделия являются важнейшим элементом изготовления инструмента

Технологический процесс производства твердых сплавов

Для предприятия ДОАО "Ижевский Инструментальный Завод" (далее ДОАО «ИИЗ») порошки поставляются в готовом виде (г. Кировоград).

В настоящее время в практике производства твердых сплавов применяется в основном лишь механический метод смешивания компонентов, сущность которого состоит в перемешивании исходных компонентов.

Технологический процесс формования смесей

Формование смесей слагается из ряда операций — замешивания смеси с клеющим веществом, сушки, гранулирования, развески, прессования и сушки спрессованных изделий.

Так как сухие смеси, из которых изготавливают твердые сплавы, прессуются обычно плохо, то в них вводят различные вещества, которые придают смесям некоторую клейкость. В качестве таких веществ могут быть применены: гликоль, глицерин, раствор синтетического каучука в бензине, сплав парафина с воском и ряд других веществ.

На предприятии ДОАО "ИИЗ" для производства твердых сплавов применяется раствор синтетического каучука в бензине. Замешивание осуществляется вручную на противне перелопачиванием.

Смешивание производится достаточно тщательно, так как в противном случае это может сказаться на качестве сплавов. Количество раствора должно быть таким, чтобы после перемешивания смесь имела консистенцию «сметаны». Требуемое для этого количество раствора (3—4%) обычно колеблется в пределах 150—250 см3 на 1 кг смеси.

Замешанную смесь сушат сначала на воздухе, а затем в сушильном шкафу при температуре 80—90°. При сушке происходит комкование смеси и для разрушения образовавшихся комков смесь должна быть протерта через металлическую сетку № 035—025.

Технология прессования

Прессование изделий осуществляется в стальных пресс-формах. Пресс-формы для твердых сплавов по своему назначению разделяются в основном на два типа:

а) для прессования круглых изделий (волок, штампов, втулок, матриц и др.);

б) для прессования плоских пластин.

При прессовании на разборных, плоских пресс-формах пресс-форма должна быть во время прессования сжата с боков. Этот зажим осуществляется либо боковым плунжером, которым снабжены многие типы гидравлических прессов, либо специальным приспособлением — башмаком, в котором пресс-форма зажата болтами. Боковое давление рассчитывают таким образом, чтобы не допустить сдвига боковых стенок пресс-формы в процессе прессования.

Брикеты непосредственно после прессования не обладают достаточной прочностью. В процессе сушки из брикетов удаляется растворитель клеящего вещества (бензин), что приводит к повышению его прочности.

Сушку проводят в электрических сушильных шкафах при температуре 100—120° в течение нескольких часов. Правильно высушенные изделия не должны иметь следов окисления, не должны ломаться и крошиться.

Технология спекания

Спекание металлокерамических твердых сплавов принципиально может производиться двумя методами: спеканием предварительно спрессованных заготовок и одновременным прессованием и спеканием, так называемым горячим прессованием смесей. Однако в промышленном производстве твердых сплавов принят исключительно первый метод, а горячее прессование используется для изготовления небольших партий изделий специального назначения, для матриц автоматических прессов, для исправления брака по короблению изделий из сплавов ВК и т. п.

Как правило, спекание проводят в две стадии: 1-е — низкотемпературное и 2-е — окончательное спекание.

Предварительное, или первое спекание производят при низкой температуре (700—800°) с целью удаления каучука, упрочнения заготовок и выявления некоторых видов брака, возникших в процессе прессования.

Это спекание обычно осуществляют либо в той же печи, что и окончательное спекание, но в начальной, более холодной части трубы, либо в отдельных печах.

При втором, или окончательном, спекании проходят описанные выше процессы перекристаллизации и уплотнения, и оно имеет целью окончательное формирование структуры и свойств сплава.

Для спекания спрессованные заготовки укладывают в графитовые лодочки, форма которых отвечает форме рабочего пространства печи, и отделяют одну от другой, а также от стенок и дна лодочки специальной засыпкой, роль которой состоит в предотвращении слипания спекаемых изделий, загрязнения их материалом лодочки, а также в создании условий наиболее равномерного прогрева заготовок при спекании.

В качестве засыпок используют либо графитовую крупку зернистостью 1—3 мм, прокаленную при 1500°, либо порошок белого электрокорунда зернистостью 100—120, прокаленного при 1500—1550°, либо их смеси, составленные в разных соотношениях в зависимости от состава спекаемого сплава.