Максим Иванович Дворник – к.т.н., ст. науч. сотрудник, заведующий лабораторией порошковой металлургии
Россия, 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153
Maksim I. Dvornik – Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher, Head of the Laboratory of Powder Metallurgy
153 Tikhookeanskaya Str., Khabarovsk 680042, Russia
Елена Альбертовна Михайленко – к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник лаборатории порошковой металлургии
Россия, 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153
Elena A. Mikhailenko – Cand. Sci. (Phys.-Math.), Senior Researcher, Laboratory of Powder Metallurg
153 Tikhookeanskaya Str., Khabarovsk 680042, Russia
Александр Анатольевич Бурков – к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, заведующий лабораторией «Физико-химические основы материалов»
Россия, 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153
Aleksandr A. Burkov – Cand. Sci. (Phys.-Math.), Senior Researcher, Head of the Laboratory “Physical and Chemical Bases of Materials”
153 Tikhookeanskaya Str., Khabarovsk 680042, Russia
Евгений Витальевич Черняков – лаборант лаборатории порошковой металлургии
Россия, 680042, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 153
Evgeny V. Chernyakov – Laboratory Assistant, Laboratory of Powder Metallurgy
153 Tikhookeanskaya Str., Khabarovsk 680042, Russia
Были изготовлены режущие пластины из твердого сплава WC–5TiC–10Co спеканием заготовок, спрессованных в пластиковой форме, полученной из полилактида на 3D-принтере методом послойной наплавки. Исследовано влияние давления прессования и содержания пластификатора (каучука) в порошковой смеси на плотность заготовок. С повышением давления прессования от 50 до 200 МПа плотность заготовок возрастает только на 2–6 %. При увеличении концентрации пластификатора в порошковой смеси с 1 до 6 % происходит повышение плотности заготовок на 28–32 %. Установлено, что значения плотности заготовок режущих пластин, получаемых в пластиковой пресс-форме, незначительно отличаются от плотности стандартных заготовок, получаемых в стальной пресс-форме. После спекания в вакуумной печи при температуре 1450 °С были исследованы плотность, содержание углерода, пористость, микроструктура, шероховатость поверхности, твердость и вязкость разрушения всех спеченных режущих пластин, стандартных образцов и коммерческого аналога. Показано, что формирование свободного углерода в результате разложения каучука приводит к снижению плотности готовых изделий, а следовательно, и их твердости. Относительная плотность (98,7 %) режущей пластины, полученной в пластиковой пресс-форме при давлении прессования 50 МПа из порошка, содержащего 1 % каучука, превышает плотность коммерческой режущей пластины (98,5 %). Полученная режущая пластина имеет высокие твердость (1400 HV) и вязкость разрушения (13,5 МПа·м1/2). Изготовленная режущая пластина из сплава WC–5TiC–10Co не уступает по скорости износа по задней грани коммерческой пластине из твердого сплава Т5К10 при точении стальной заготовки.
Cutting inserts made from the WC–5TiC–10Co hard alloy were produced by sintering blanks that were pressed in a plastic mold made from polylactide on a 3D printer using a layer-by-layer deposition method. The effect of pressing pressure and plasticizer (rubber) content in the powder mixture on the density of the blanks was studied. As the pressing pressure increased from 50 to 200 MPa, the density of the blanks rose by only 2–6 %. When the plasticizer concentration in the powder mixture increased from 1 to 6 %, the blank density increased by 28–32 %. It was found that the density values of the cutting insert blanks obtained in a plastic mold differed only slightly from those of standard blanks produced in a steel mold. After sintering in a vacuum furnace at 1450 °C, the density, carbon content, porosity, microstructure, surface roughness, hardness, and fracture toughness of all the sintered cutting inserts, standard samples, and the commercial equivalent were investigated. It was shown that the formation of free carbon as a result of rubber decomposition leads to a decrease in the density of the finished products, and therefore, their hardness. The relative density (98.7 %) of the cutting insert produced in the plastic mold at a pressing pressure of 50 MPa from powder containing 1 % rubber exceeded the density of the commercial cutting insert (98.5 %). The obtained cutting insert demonstrated high hardness (1400 HV) and fracture toughness (13.5 MPa·m1/2). The cutting insert made from the WC–5TiC–10Co alloy is not inferior to the commercial T5K10 hard alloy insert in terms of flank wear rate during turning of a steel workpiece.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.