Твердосплавные волоки

04

мая

Новости
Твердосплавные волоки
Твердосплавные волоки


Процесс изготовления твердых сплавов начинается с получения порошков карбидов вольфрама и кобальта восстановлением их окислов. Однородную смесь порошков карбида вольфрама и кобальта получают тщательным перемешиванием их в смесителях. Содержание кобальта в смеси зависит от состава заданного сплава.

Приготовленную смесь прессуют в специальных пресс-формах, соответствующих форме и размерам изделия, на гидравлических или механических прессах. Спрессованные изделия сушат при 80—130°С. Заключительной и наиболее ответственной технологической операцией в производстве изделий из твердых сплавов является спекание, которое осуществляют при 1400—1500°С в среде водорода.

Полученный материал обладает высокой прочностью, хорошей износостойкостью, низким коэффициентом трения, повышенной теплопроводностью и высокой стойкостью в коррозионных средах.

Для изготовления заготовок применяют порошки карбида вольфрама, сцементированные кобальтом. В табл. 1 приведены состав и свойства твердых сплавов, используемых для изготовления волок. Сплав ВКЗ обладает наибольшей износостойкостью при достаточно высокой прочности.

Таблица 1. Состав и свойства металлокерамических твердых сплавов

Твердосплавные волоки






Волоки из него применяют в основном для протяжки тончайшей проволоки и при волочении на жидкой смазке. Сплав ВК6 обладает меньшей, чем ВК3, износостойкостью, но имеет более высокую прочность и сопротивляемость выкрашиванию. Этот сплав рекомендуют для проволоки диаметром более 0,6 мм. Сплавы с более высоким содержанием кобальта предназначаются для особо толстой проволоки и прутков.

Иногда в твердый сплав вводят карбиды титана, при этом уменьшается прилипание их к поверхности стали и тугоплавких металлов (вольфрама и молибдена). Кроме того, уменьшается коэффициент трения в области высоких температур, что позволяет использовать волоки из этих сплавов при горячем и скоростном волочении; добавки титана повышают также стойкость волок на износ.

В зависимости от размера протягиваемой проволоки для изготовления волок используют различные по размерам и массе твердосплавные заготовки. В табл. 2 приведены размеры и масса заготовок из твердых сплавов для волок, применяемых для протяжки проволоки круглого сечения. Для волок фасонного сечения также применяют твердосплавные заготовки.

Таблица 2. Размеры и масса заготовок из твердых сплавов для волок

Твердосплавные волоки









Заводы-поставщики выпускают металлокерамическиа! заготовки в необработанном виде. Чистовую обработку канала волок осуществляют на заводах-потребителях.

Размеры и форма основных частей канала волоки зависят от свойств протягиваемого металла, величины обжатий качества смазки и других условий волочения. Пока еще нет общего мнения о рациональной геометрии профиля канала волок. Однако практикой выработаны основные элементы зон канала и установлены их размеры в зависимости от назначения волоки. На рис. 1 изображены каналы волок с указанием их отдельных элементов. Рассмотрим каждый из этих элементов.

Твердосплавные волокиРис. 1. Профиль канала твердосплавной волоки (а) и общий вид волоки (б)
1 — входная зона (распушка);
2 — смазочная зона;
3 — рабочая зона;
4—калибрующая зона (поясок);
5 — выходная зона (распушка);
6 —собственно волока;
7 — обойма

Входная зона (распушка) 1 предназначена для облегчения заправки конца в волоку и предотвращения царапания проволоки со стороны входа. Эту зону, имеющую обычно радиальную форму, приданную ей при изготовлении заготовки, чистовой обработке не подвергают. Смазочная зона 2 обеспечивает подачу смазки в последующую (рабочую) зону 3. Угол конуса смазочной зоны 40—60 °.

Рабочая зона является основной частью канала волоки, так как в ней непосредственно осуществляется деформация. Обычно она имеет коническую форму. Принято иметь угол рабочего конуса тем меньше, чем прочнее протягиваемый металл и чем тоньше его сечение. При волочении проволоки тонких диаметров из высокоуглеродистой стали угол конусности рабочей зоны составляет 6—8°, а проволоки средних размеров 8—12°.

Таблица 3. Зависимость углов рабочей зоны волок от диаметра проволоки

Твердосплавные волоки







В табл. 3 приведены углы рабочей зоны волок в зависимости от диаметров проволоки. Для волочения проволоки из низкоуглеродистой стали используют волоки с углом рабочей зоны 12—16°. Иногда, например при волочении цветных металлов, прибегают к радиальной форме рабочей зоны (радиальная волока). Длина рабочей зоны, определяемая соприкасающейся с проволокой частью профиля, составляет от 0,5 до 1,0 диаметра калибрующей (цилиндрической) зоны.

Считается, что лучшее поступление смазки в очаг деформации обеспечивается в волоках с удлиненной внеконтактной частью рабочей зоны. Такие волоки обладают повышенной стойкостью. Отделочная полировка синтетическими алмазными порошками внеконтактной части рабочей зоны до зеркальной поверхности, облегчая при волочении скольжение по этой зоне смазки, увеличивает количество смазки, подаваемой на контактную поверхность, и примерно на 40 % повышает эксплуатационную стойкость волок по сравнению с волоками, у которых рабочая зона отработана только порошками карбида бора.

В калибрующей зоне окончательно доводится профиль проволоки. Длина этой зоны должна быть тем больше, чем прочнее протягиваемый металл. Рекомендуется избегать чрезмерно большой длины калибрующей зоны, так как из-за этого увеличивается сила волочения. Для волочения проволоки из низкоуглеродистой стали длину калибрующей зоны обычно принимают 0,2—0,65 от ее диаметра; для проволоки высокоуглеродистых сталей и высокопрочных сплавов она составляет от 0,6 до 1,0 от диаметра.

Выходная зона предназначена для устранения возможного задира проволоки о края канала волоки. Угол конусности этой зоны обычно составляет около 60°. Переходы от одной части канала волоки к другой делают плавными, без резких углов.

Рассмотренные формы канала волоки нашли наибольшее распространение при волочении стальной проволоки. В практике волочения применяют волоки, профиль канала которых претерпел значительные упрощения. В некоторых случаях совмещаются в один вытянутый конус входная, смазочная и рабочая зоны. Иногда из профиля канала волоки исключают цилиндрическую зону.

Большое влияние на эксплуатацию волок оказывает качество обработки их канала. Качественное шлифование и полирование уменьшают силу волочения и повышают износостойкость. Установлено, что стойкость волок возрастает в несколько раз, если канал волоки подвергнуть полированию. Особенно высокая стойкость достигается после полирования канала алмазной пудрой.

Твердосплавные волокиОбойма волоки (рис. 2) необходима для предотвращения разрушения твердосплавной заготовки от расклинивающего усилия, а также для облегчения установки волоки на волочильной машине и для облегчения процесса обработки волочильного канала. Расклинивающее усилие является результатом давления проволоки на стенки рабочего канала при волочении. Материал для обоймы должен обладать высокой упругостью и пластичностью, хорошей теплопроводностью и достаточной коррозионной стойкостью. Высокая теплопроводность необходима для обеспечения отвода тепла, образующегося в процессе волочения в очаге деформации. Рекомендуется в качестве материала для обоймы использовать стали У8, У9, ШХ6, а для волок малых размеров стали 35, 45 и 50.

КРЕПЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК В ОБОЙМЫ. Перед обработкой канала твердосплавные заготовки закрепляют в обоймы горячей или холодной запрессовкой, пайкой, заливкой жидким металлом. Каждый метод должен обеспечить перпендикулярное положение оси канала к торцовой стенке обоймы и достаточную прочность, исключающую раскол и выскакивание заготовки при волочении. Кроме того, необходимо, чтобы применяемый способ крепления позволял без затруднений извлекать заготовки из обоймы после износа волок.

Горячая запрессовка широко распространена благодаря простоте и надежности. Перед запрессовкой обойму нагревают в печи до 900—1000°С и выдерживают 15—30 мин.

Затем в обойму под прессом запрессовывают заготовку, нагретую до 400—450°С. При нагреве металл предохраняют от образования окалины.

Холодную запрессовку применяют для заготовок массой 1,5; 3; 6, а иногда и 7,5 г. При ее проведении ни обойма, ни заготовки не подвергаются нагреву.

Пайку производят медным или латунным припоем, который в виде стружки засыпают вместе с бурой на дно гнезда обоймы. В обойму устанавливают заготовку, диаметр которой на 0,5—0,6мм меньше диаметра гнезда оправы. Получившийся зазор заполняют тем же составом и после этого оправу с заготовкой помещают в печь до расплавления припоя. Затем волоки вынимают из печи и в горячем состоянии прижимают заготовки к обоймам. Охлаждение медленное, в песке. Применять пайку при изготовлении волок, предназначенных для волочения высокопрочной проволоки, не рекомендуется, так как медный и латунный припои не обладают высокой твердостью и не могут служить прочной опорой для заготовки.

Заливку заготовок жидким металлом используют редко из-за ее сложности.

ОБТОЧКА ОБОЙМ. Обточку обойм, необходимую для достижения соосности заготовки и оправы, осуществляют на токарных станках. Установочной базой при этом являются конусы входной и выходной зон.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.