Введение 3
Глава 1 Обзор литературы 4
1.1 Напайной инструмент 4
1.2 Общие сведения о диффузионной сварке 6
1.3 Сварка твердых сплавов и металлокерамики с металлами 9
1.4 Достоинства и недостатки диффузионной сварки 10
1.5 Классификация керметов 11
1.6 Марки и свойства керметов 13
1.7 Керметы на основе боридов M'2M''B2 16
1.7.1 Легирование и его влияние на структуру и механические свойства
твердого сплава системы Mo-Fe-B 17
1.7.2 Влияние условий спекания на структуру и механические свойства
керметов на основе боридов Mo2FeB2 23
Постановка задачи исследования 24
Глава 2 Материал и методики исследования 26
2.1 Материалы исследования 26
2.2 Методика подготовки образцов к металлографическим исследованиям . 26
2.3 Методика исследования структуры 27
2.4 Методика исследования трибологических свойств 28
2.5 Методика измерения твердости 29
2.6 Методика определения трещиностойкости 30
2.7 Методика проведения рентгенофазового анализа 31
2.8 Определение среднего размера боридов по методу случайных секущих . 32
Глава 3 Результаты исследования и их обсуждение 33
3.1 Исходная микроструктура кермета системы Mo-Fe-B в спеченном
состоянии 33
3.2 Сравнительные исследования трибологических свойства кермета Mo2FeB2
и твердого сплава ВК8 38
3.3 Исследование структуры шлифа напайного соединения Mo2FeB2 со
сталью 42
Экономическое обоснование внедрения разработки 51
Выводы 53
Список литературы 54
Развитие и совершенствование технологических процессов многих отраслей народного хозяйства неразрывно связано с применением твердых сплавов, что способствует существенному повышению эксплуатационных характеристик инструмента и производительности труда.
В современном машиностроении все большее применение находят коррозионностойкие, жаропрочные, кислотоупорные и другие труднообрабатываемые стали и сплавы, размерная обработка которых осуществляется твердосплавным режущим инструментом. Нужды промышленности в таком инструменте постоянно растут, соответственно возрастает его выпуск.
От качества и прочности твердосплавного инструмента во многом зависит эффективность размерной металлообработки. Поэтому к твердосплавному инструменту предъявляются особые требования. Такой инструмент, помимо высоких эксплуатационных характеристик (прочность, жесткость, теплостойкость), должен быть технологичным в изготовлении, что позволило бы автоматизировать процесс его сборки.
Анализ информации показал, что в составном неразъемном твердосплавном инструменте наиболее целесообразным способом соединения режущей части с корпусом является диффузионная сварка. Этот способ технологичен и позволяет обеспечить высокую прочность, жесткость и теплостойкость сварного соединения по сравнению с паяным или, тем более, по сравнению со склеенным состояниями.
Поэтому изучение механизма взаимодействия твердых сплавов со сталями в процессе диффузионной сварки и исследование условий, при которых возможно получение такого соединения, является своевременным и актуальным.
В ходе выполнения работы была исследована возможность соединения методом диффузионной напайки кермета системы Mo2FeB2-Fe и стали 3. Как было показано, в результате диффузионной напайки формируется качественное соединение инструментального твердого сплава с конструкционной углеродистой сталью без применения промежуточных технологических материалов.
В процессе диффузионной напайки в месте соединения кермета и стали формируется переходный слой, характеризующийся более высокой концентрацией никеля и молибдена по сравнению со связкой в кермете. Так же обнаружено, что имел место процесс жидкометаллического смачивания границ зерен.
Образование жидкой фазы в месте контакта кермет-сталь привело к ускорению роста кристаллов боридов вблизи напайного соединения по сравнению с боридами, располагающимися в объеме кермета. Указанное изменение микроструктуры существенно не повлияло на твердость и трещиностойкость кермета.
Сравнительные исследования трибологических свойств кермета системы Mo2FeB2-Fe и твердого сплава ВК8 показали, что кермет имеет сравнимые с твердым сплавом значения среднего коэффициента трения и износостойкость при температурах 600 и 800°С.
