При изготовлении смесей различных марок необходимо в первую очередь рассчитать количество загружаемых компонентов.
Поскольку смеси готовят для вольфрамокобальтовых и титановольфрамокобальтовых сплавов, то шихта бывает двухкомпонентной и трехкомпонентной. Более прост расчет двухкомпонентной шихты, состоящей из карбида вольфрама и кобальта.
Перед расчетом задаемся количеством приготовляемой смеси, которое установлено технологической инструкцией для сплава данной марки. Предположим, масса партии смеси ВК6 равна 200 кг.
Согласно обозначению марки вольфрамокобальтового сплава ВКn, известно, что n показывает количество кобальта в данной марке сплава в процентах. Так, в сплаве ВК6 среднее количество кобальта составляет 6%.
Далее узнаем массовое количество кобальта, которое необходимо загрузить в мельницу, чтобы получить 200 кг смеси:
Поскольку смеси для сплавов WC—Co состоят из карбида вольфрама и кобальта, то для загрузки смеси необходимо определить количество карбида вольфрама, которое будет равно:
Таким образом, чтобы приготовить 200 кг смеси BK6 необходимо загрузить в мельницу 12 кг Co и 188 кг WC.
В общем виде этот расчет можно представить так:
где А — количество приготавливаемой смеси, кг;
n — содержание кобальта в сплаве, %;
К — количество кобальта в шихте, кг;
В — количество карбида вольфрама, кг.
Сплавы TiC—WC—Co состоят из сложного титановольфрамового карбида, карбида вольфрама и кобальта. Карбид вольфрама добавляют в смесь для разбавления титано-вольфрамового карбида, чтобы привести в соответствие с установленными нормами содержание титана в смеси.
Содержание титана в сложном карбиде находится в пределах 22—24%, а содержание титана в титановольфрамовых смесях намного ниже и составляет, например, для смеси Т5К10 около 5%, для смеси Т15К6 12—13%, для смеси Т14К8 11—11,5% и т. д. В связи с этим в состав смеси вводят карбид вольфрама, чтобы содержание титана в смеси соответствовало требуемым нормам.
Предположим, что загрузка смеси Т5К10 в мельницу должна составлять 200 кг. Далее определяем количество каждого компонента смеси. Расшифровав обозначение марки сплава, имеем содержание кобальта 10%, содержание титана ~5%.
Определяем массовое количество кобальта, которое необходимо загрузить в мельницу, чтобы получить 200 кг смеси:
Далее определяем количество сложного титано-вольфрамового карбида при условии содержания в нем 24% Ti:
Остальное количество в смеси должен составлять карбид вольфрама:
Таким образом, для изготовления 200 кг смеси Т5К10 необходимо составить шихту из 20 кг кобальта, 41,66 кг сложного титано-вольфрамового карбида и 138,66 кг карбида вольфрама.
В общем виде этот расчет можно представить таким образом:
где А — количество приготавливаемой смеси, кг;
n — содержание кобальта в данной марке сплава, %;
К — количество кобальта в шихте, кг;
р — содержание титана в смеси данной марки, %;
m — содержание титана в титано-вольфрамовом карбиде, %;
T — количество сложного титано-вольфрамового карбида в шихте, кг;
В — количество карбида вольфрама в шихте, кг.
Для проверки проведенного расчета сопоставим полученные результаты по содержанию кобальта, общего углерода и титана с техническими условиями на химический состав смеси данной марки. Если они соответствуют нормам, установленным в технических условиях, то расчет проведен правильно.
При расчете шихты для смеси Т5К10 было установлено, что загрузка будет состоять из следующих компонентов, кг: 20 кобальта, 41,66 сложного титано-вольфрамового карбида, 138,34 карбида вольфрама.
Определяем содержание кобальта в смеси, %:
Затем определяем содержание титана в смеси. Для изготовления смеси было взято 41,66 кг сложного титано-вольфрамового карбида. Содержание в нем титана составляло 24%.
Следовательно, массовое количество титана в этом карбиде будет
Определяем процентное содержание титана в смеси:
После этого определяем содержание общего углерода.
Углерод содержится и в титано-вольфрамовом карбиде, и в карбиде вольфрама.
Содержание общего углерода в сложном карбиде обычно составляет 9,5%, а в карбиде вольфрама 6%. В каждом отдельном случае при проверке количества углерода необходимо взять конкретное его содержание в том и другом карбиде по химическому анализу для партии, из которой готовят смесь.
Подсчитываем количество общего углерода в сложном титано-вольфрамовом карбиде:
Количество общего углерода в карбиде вольфрама составит
Всего количество общего углерода в смеси будет равно:
Определяем процентное содержание углерода в смеси:
Сопоставляя полученные результаты с техническими условиями на химический состав смеси данной марки, убеждаемся, что расчет сделан правильно.
По такой же схеме проверяют расчет шихты для двухкомпонентной смеси.