Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Tvrdokov - vysoce odolný materiál proti opotřebení
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Tvrdokov - vysoce odolný materiál proti opotřebení

Použití tvrdokovu jako materiálu s vysokou odolností proti opotřebení je dáno jeho vlastnostmi: vysokou tvrdostí, vysokou pevností v tlaku, vysokým modulem pružnosti, dostatečnou houževnatostí, nepatrnou tepelnou roztažností, dobrou obrobitelností a nepatrnou tendencí k zavaření za studena.

Nejdůležitějšími mechanickými vlastnostmi jsou tvrdost, pevnost a houževnatost. Jejich znalost představuje důležitý základ pro správnou volbu druhu tvrdokovu. U tvrdokovů se všeobecně charakterizuje tvrdost Vickersovou zkouškou (ISO 3878) a pevnost zkouškou ohybem (ISO 3327). Charakteristika houževnatosti křehkých materiálů je relativně problematická. Používá se zkouška houževnatosti, která se může zjistit např. ze zatížení vzorku s jemným zářezem nebo z délky trhliny při Vickersově zkoušce otiskem. Pro určování houževnatosti tvrdokovů není k dispozici žádná norma ISO, ale jen doporučení svazu odborníků pro práškovou metalurgii - obor tvrdokovů.

Mechanické vlastnosti tvrdokovů

Mechanické vlastnosti se mohou u tvrdokovů velmi měnit. U tvrdokovů z WC-Co, které se používají přednostně při odolnosti proti opotřebení, jsou nejhlavnějšími prvky obsah Co a velikost zrna WC. Obrázek 1 ukazuje strukturu různých druhů tvrdokovů. Ze zobrazení trhlin po Vickersově zkoušce je zřetelná protichůdná tendence tvrdosti a houževnatosti (obr. 2). Obrázky 3 a 4 ukazují vliv obsahu kobaltu na mechanické vlastnosti. Maximum pevnosti v ohybu je důsledkem toho, že při vyšším obsahu Co nad určitou mez se mřížka WC rozpouští.
Pevnost tvrdokovu v tlaku je jednoznačně vyšší než v ohybu, zatímco pevnost v tahu je jen asi 50 % pevnosti v ohybu. Z toho v podstatě vyplývá pravidlo používat tvrdokov tak, aby se vyhnul velkému zatížení v tahu.
Vliv velikosti zrna na tvrdost je znázorněna na obrázku 5. Zvětšení zrna WC vede zpravidla ke snížení tvrdosti a ke zvýšení houževnatosti. V podstatě lze konstatovat, že tvrdost charakterizuje odpor k abrazivnímu opotřebení, zatímco pevnost v ohybu a houževnatost charakterizuje chování trhliny a lomu.
Nejdůležitější vlastností, kterou se tvrdokov vyznačuje, je odolnost proti opotřebení. Tato vlastnost představuje kombinaci vyjmenovaných základních vlastností a ukazuje vztah k specifikaci použití. Opotřebení představuje úbytek povrchové vrstvy a nelépe je lze vyzkoušet při praktickém testu, ale možné jsou i zkoušky v laboratorních podmínkách (obr. 6).

Druhy tvrdokovů

Rozlišujeme dvě hlavní skupiny tvrdokovů, jednak tvrdokovy WC-Co s nejširším použitím, jednak tvrdokovy obsahující příměsi karbidu, skládají se v zásadě z WC-TiC-TaNbC-Co. Poslední se používají pro obrábění. Vedle nich existují speciální tvrdokovy s odlišnými pojidly, např. Ni, Fe, Cr, eventuálně s odlišnými karbidy, např. Cr3C2, Mo2C, VC. K tvrdokovům se řadí také cermet, např. na bázi TiCN-NiMo-Co, který rovněž nachází použití v obrábění.
Označení tvrdokovů podle velikosti zrna karbidu se provádí např. podle těchto kategorií: nano, velmi jemné, jemnější, jemné, střední, hrubé a velmi hrubé. Na příkladu sortimentu tvrdokovů odolných proti opotřebením z WC-Co firmy Cerametal lze demonstrovat možnosti variací mechanických vlastností v závislosti na obsahu Co a velikosti zrna WC. V posledních letech jde trend vývoje především ve směru jemnozrných tvrdokovů, jakož i tvrdokovů se speciálními vlastnostmi, např. odolností proti korozi, odolností proti tepelné a mechanické změně a erozi.
Dr. ing. Wolfgang Böhlke

Další články

Obráběcí stroje a technologie
Nástroje pro obrábění / řezné materiály
Materiály konstrukční kovové

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: