Твердые сплавы ВК

Для армирования бурового породоразрушающего инструмента используют спечённые вольфрамокобальтовые сплавы марки ВК.

ХАРАКТЕРИСТИКА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

Марка сплава	Содержание основных компонентов, %		Физико-механические свойства
	Карбид вольфрама	Кобальт	Предел прочности при изгибе, Мпа, не менее	Плотность, г/см3	Твёрдость HRC, не менее
ВК3	97	3	1100	15-15,3	89,5
ВК3-М	97	3	1100	15-15,3	91,0
ВК4	96	4	1400	14,9-15,2	89,5
ВК4-В	96	4	1400	14,9-15,2	88,0
ВК6	94	6	1500	14,6-15	88,5
ВК6-М	94	6	1350	14,8-15,1	90,0
ВК6-ОМ	92	6	1200	14,7-15	90,5
ВК6-В	91	6	1550	14,6-15	87,5
ВК8	92	8	1600	14,4-14,8	87,5
ВК8-В	92	8	1750	14,4-14,8	86,5
ВК8-ВК	92	8	1750	14,4-14,8	87,5
ВК10	90	10	1650	14,2-14,6	87,0
ВК10-М	90	10	1500	14,3-14,6	88,0
ВК10-ОМ	88	10	1400	14,3-14,6	88,5
ВК10-КС	90	10	1750	14,2-14,6	85,0
ВК11-В	89	11	1800	14,1-14,4	86,0
ВК11-ВК	89	11	1800	14,1-14,4	87,0
ВК15	85	15	1800	13,9-14,1	86,0
ВК20	80	20	1950	13,4-13,7	89,0
ВК20-КС	80	20	2050	13,4-13,7	82,0
ВК20-К	80	20	1550	13,4-13,7	79,0
ВК25	75	25	2000	12,9-13,2	82,0

* Содержит 2% карбида тантала

Преимущества твёрдых сплавов ВК: большая твёрдость (до 91 HRC); высокое сопротивление износу при нагреве до 1000 ⁰С; неподверженность заметной пластической деформации; большая прочность на сжатие; отсутствие упругой деформации.

Недостатки: малый предел прочности на изгиб и растяжение; небольшая ударная вязкость.

Спечённый сплав изготавливают из порошковой смеси карбида вольфрама путём прессовки её в специальных графитовых пресс-формах и спекания при температуре ниже температуры плавления карбидов в соответствии с требованиями ГОСТ 388-74. Цифры в марке сплава соответствуют процентному содержанию кобальта.

Твёрдость сплава возрастает с увеличением содержания карбида вольфрама и уменьшением размеров его зёрен. Предел прочности при изгибе повышается с увеличением содержания кобальта и размера зёрен вольфрама. При увеличении содержания кобальта возрастает сопротивление сплава сжатию, максимум достигается при 6% Со, затем плавно снижается. Мелкозернистые сплавы обладают более высокой прочностью на сжатие, чем крупнозернистые. Ударная вязкость сплава растёт с повышением содержания кобальта и увеличением зернистости.

При нагреве сплава в процессе работы уменьшаются его твёрдость, предел прочности на изгиб и сжатие. В интервале температур 20 – 200 ⁰С прочность твёрдого сплава на изгиб несколько растёт, а с увеличением температуры до 900 – 1000 ⁰С – интенсивно падает, уменьшаясь в 2 – 2,5 раза.

Плотность твёрдых сплавов уменьшается с увеличением содержания кобальта, причём плотность мелкозернистых сплавов выше, чем крупнозернистых. Твёрдый сплав обладает высокой теплопроводностью, что способствует быстрому отводу тепла от режущих кромок и уменьшению их износа.

Соединение твёрдого сплава со сталью, т. е. резца с корпусом породоразрушающего инструмента, должно быть достаточно прочным, так как большое значение (2 – 4 раза) коэффициентов термического расширения сплава и стали приводит к возникновению при пайке (нагреве) термических напряжений, после охлаждения часто превосходящих предел прочности твёрдого сплава.

С учётом основных физико-механических свойств среднезернистые и крупнозернистые малокобальтовые сплавы применяют для армирования инструмента, работающего в условиях безударных нагрузок или при малой их интенсивности. В частности, ими армируют коронки для вращательного и вращательно-ударного бурения и шарошечные долота, работающие в породах средней твёрдости. Средне- и высококобальтовые сплавы используют для армирования инструмента, работающего в условиях ударных нагрузок, в частности, для коронок ударно-вращательного бурения с применением гидро- и превмоударных машин, и шарошечных долот, предназначенных для бурения пород высокой твёрдости. Эти сплавы обладают наибольшей прочностью, но они менее износостойкие.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ В БУРЕНИИ (ГОСТ 3882-74)

Область применения	Марка сплава
Вращательное бурение эксплуатационных и геологоразведочных скважин, взрывных шпуров в монолитных и абразивных породах с ƒ=8	ВК6
Ударно-поворотное бурение шпуров в горных породах, твёрдых каменных углях с ƒ=8	ВК6-В
Бурение электро- и пневмосвёрлами углей, антрацитов, сланцев, калийных и каменных солей; бурение ручными и колонковыми электросвёрлами горных пород с ƒ=8; бурение шарошечными долотами	ВК4-В
Вращательное бурение скважин и взрывных шпуров в трещиноватых абразивных породах с ƒ=8	ВК8
Шарошечное бурение взрывных скважин в твёрдых и очень твёрдых абразивных породах с ƒ=8	ВК8-ВК
Ударно-поворотное и ударно-вращательное бурение шпуров и скважин в твёрдых горных породах с ƒ≤14; шарошечное бурение скважин и шпуров в вязких, средней твёрдости и твёрдых абразивных породах с ƒ≤10	ВК11-ВК
Ударно-поворотное и ударно-вращательное бурение шпуров и скважин в очень твёрдых и абразивных породах с ƒ≤18	ВК11-В
Ударно-поворотное и ударно-вращательное бурение шпуров и скважин в высшей степени твёрдых горных породах с ƒ≤12	ВК15
То же, при ударной нагрузке средней интенсивности	ВК20
То же, при ударной нагрузке высокой интенсивности	ВК20 и ВК25

Примечание: ƒ – коэффициент крепости породы по шкале проф. Протодьяконова М. М.

Предел прочности резцов из твёрдых сплавов ВК при поперечном изгибе может быть существенно повышен путём их алмазного шлифования. Алмазное шлифование не создаёт поверхностных дефектов и обеспечивает максимальную прочность сплава; оно положительно влияет и на усталостные свойства. Так, предел прочности при изгибе и ударная вязкость у шлифованных образцов повышаются на 20 – 25%. Алмазное шлифование всей поверхности твердосплавной вставки увеличивает срок службы инструмента и стабильность его работы при эксплуатации.

 

Получить более подробную информацию и купить твердый сплав ВК Вы можете, обратившись к нам по телефону/факсу: +7 (812) 313-53-81, отправив запрос по электронной почте skarn@skarn-spb.ru, или заполнив форму обратной связи прямо с нашего сайта.