Твердые сплавы для черновой обработки стали

Применение твердых сплавов для изготовления режущего инструмента

В статье рассматривается применение твердых сплавов для производства режущего инструмента.

Твердые металлокерамические сплавы широко используются для производства специальных инструментов, предназначенных для механической обработки деталей из металлов и композитов методом резания. Главная функция такого инструмента заключается в отделении слоя материала (припуска) от обрабатываемой детали или заготовки с образованием стружки или опилок. Высокой твердостью, прочностью и износостойкостью сплавов определяется эффективность и точность инструмента, его функциональность, производительность, стойкость (время непрерывной работы), а также надежность производственного процесса в целом.

Металлорежущие инструменты

Металлорежущий инструмент классифицируется по конструктивным признакам и производственно-технологическим особенностям. По конструкции условно различают режущий инструмент двух типов: монолитный и со сменными режущими элементами. Монолитный инструмент целиком изготавливается из твердого сплава, быстрорежущей стали (HSS – high-speed steel), или в комбинированном варианте: с твердосплавными вставками в тело из инструментальной стали. Конструкция инструмента со сменными элементами характеризуется наличием двух механически соединяемых частей: тела и концевой режущей пластины из твердосплавного материала.

По производственно-технологическим особенностям металлорежущий инструмент различается количеством рабочих режущих поверхностей (кромок, граней), для изготовления которых, наряду с другими материалами, широко применяются твердые сплавы разных марок. Самым распространенным и наиболее известным металлорежущим инструментом с одной режущей кромкой на твердосплавной напайке или пластине является классический токарный резец. К инструментам с двумя и более режущими гранями относят все типы фрез, сверел и т.п.

Популярные марки твердых сплавов и инструментальные материалы

В число материалов для изготовления рабочих (режущих) частей металлорежущего инструмента входят:

  • металлокерамика – твердосплавные вольфрамо-кобальтовые сплавы (марки ВК6, ВК8, ВК10 и др.), вольфрамо-титановые сплавы (марки Т5К10, T15K6, Т14К8 и др.), титано-тантало-вольфрамовые сплавы (марки ТТ7К12, ТТ20К9 и др.);
  • минералокерамика (изготавливается на базе корунда – кристаллического минерала из оксида алюминия AL2O3 (распространенные марки: Р18, Р6М5, Р18К5Ф2))
  • быстрорежущая сталь ГОСТ 19265–73 (отличается большим содержанием вольфрама (до 18%) и присутствием в составе целого ряда дополнительных компонентов, таких как хром (до 4,5%), молибден, кобальт, ванадий, углерод и т.д.);
  • углеродистая инструментальная сталь ГОСТ 1435–74 (содержит 0,65 – 1,3% углерода, марки стали обозначаются буквой «У», например У7, У8, У9 и т.п.);
  • легированная инструментальная сталь ГОСТ 5950–73 (содержит столько же углерода, как и углеродистая сталь, но в ее состав дополнительно вводятся легирующие добавки хрома, ванадия, вольфрама (распространенные марки: 9ХС, ХВГ, ХВ5))
  • кубический нитрид бора (или боразон — от названий базовых компонентов химического состава: бор (44%) и азот (56%));
  • алмаз поликристаллический (сверхтвердый композит из частиц природных или синтетических алмазов со связкой из тугоплавких металлов).

Какие режущие инструменты производятся из твердых сплавов

Из твердых сплавов изготавливают режущий инструмент разной конструкции и функциональности, предназначенный для механической обработки металла и композитных материалов.

В их числе:

  • токарные резцы (для резки, наружного и внутреннего точения, нарезания резьбы и т.д.);
  • фрезы (торцевые, кукурузные, концевые, фасонные, грибковые, профильные и т.п.);
  • сверла (центровочные, спиральные, ружейные, микросверла с диаметром менее 3 миллиметров и т.п.);
  • пилы (ленточные, дисковые и т.д.);
  • инструмент резьбонарезной (метчики, плашки, резьбонакатные ролики, резьбофрезы и др.);
  • инструмент для обработки отверстий (зенкеры, зенковки, развертки и т.п.).

Рисунок 1. Сверла из твердых сплавов.

Рисунок 2. Сменные фрезы из твердых сплавов.

Краткое сравнение твердых сплавов с другими инструментальными материалами

В сравнении с другими инструментальными материалами твердые сплавы выигрывают по целому ряду характеристик. Если теплостойкость сплавов марок ВК6 и ВК8 находится в диапазоне 800-1000 °С, обеспечивая инструменту высокую скорость резания, то например, у быстрорежущей стали с умеренной теплостойкостью этот параметр не превышает 630 °С, с повышенной – 650 °С, а с высокой теплостойкостью – 730 °С.

По теплопроводности твердые сплавы (84 Вт/м·°С) уступают только алмазам (142 Вт/м·°С), и значительно превосходят по этому параметру углеродистую сталь (38 Вт/м·°С) и быстрорежущую сталь (25 Вт/м·°С), а как известно, чем выше теплопроводность, тем лучше охлаждается режущая кромка инструмента, тем он эффективнее работает и дольше служит.

По твердости сплавы марок ВК6 и ВК8 сопоставимы с минералокерамикой (у обоих материалов около 2000 кгс/мм), но превосходят максимальные значения этого параметра у быстрорежущих сталей (1400 кгс/мм), углеродистых сталей (800 кгс/мм), уступая только сверхтвердым материалам и алмазам, но зато не оставляют им шансов по пределу прочности на изгиб.

Процесс производства режущего инструмента из твердых сплавов

Режущие инструменты из твердых сплавов изготавливаются методом порошковой металлургии. Суть этого метода заключается в формовании, прессовании и спекании металлических порошков или композиций из металлических порошков с неметаллическими. При производстве металлокерамических пластин для режущего инструмента используется порошковая смесь из микрочастиц карбидов твердых керамик и связующего металла.

В случае с производством режущего инструмента из однокарбидных сплавов вольфрамовой группы в состав смеси входит «рабочий» материал – карбид вольфрама, и так называемая «связка», в качестве которой, как правило, используют кобальт. Смесь сначала дозировано засыпают в пресс-формы (матрицы), затем спрессовывают под большим давлением (до 1000 Па) в плотный прочный «брикет» с геометрией и рельефом готового инструмента. Затем полуфабрикат отправляют в высокотемпературную печь, где спрессованная металлокерамическая смесь спекается в монолитное готовое изделие.

Какие свойства придают твердые сплавы режущему инструменту

Совсем недавно наибольшее применение при производстве режущего инструмента имели инструментальные стали, но сегодня на лидирующие позиции постепенно выходит твердосплавный сплав кобальта (Co) и карбида вольфрама (WC) марок ВК6 и ВК8. Эти марки имеют в своем составе оптимальное количество кобальта: 6% и 8% соответственно. Это делает режущий инструмент не слишком хрупким, как например, из сплава марок ВК3 и ВК4, и достаточно твердым. Благодаря этой особенности, режущий инструмент из сплава марок ВК6 и ВК8 можно использовать как для черновой, так и для чистовой обработки металлов.

Крупнозернистые сплавы вольфрамовой группы (в отличие от мелко- и сверх-мелкозернистых сплавов) отличаются хорошей износостойкостью, позволяющей обрабатывать одним инструментом большее число деталей на одну режущую кромку, а также повышенной производительностью. Долгий срок службы твердосплавного режущего инструмента позволяет сократить его расход, что вкупе с невысокой ценой конечных изделий делает инструмент экономически выгодным. Вышесказанным объясняется широкая область применения твердосплавного режущего инструмента в современной металлообработке.

Благодаря своим уникальным свойствам твердые сплавы являются практически незаменимыми при производстве режущего инструмента. Инструменты, изготовленные из материалов-аналогов, не дают настолько хороших показателей, как инструменты, изготовленные из твердых сплавов. Одним из основных недостатков таких сплавов является их высокая стоимость, но этот факт не влияет на популярность применения данных материалов в указанной области.

Читайте также:  Стали имеющие более высокие прочностные свойства кипящие спокойные полуспокойные кипящие

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Источник

Выбор марок твердого сплава для различных режущих инструментов

Виды и характер обработки

Марка твердого сплава при обработке

угле-родис-той и леги-рован-ной стали

корро-зион-но-стой-кой стали аусте-нитно-го класса

тита-на и спла-вов на

цвет-ных метал-лов и их спла-вов

Черновое точение по корке и окалине при неравномерном сечении среза и прерывистом резании с ударами

Т5К10 Т5К12 ВК8 ВК8В

Черновое точение по корке при неравномерном сечении среза и непрерывном резании

Черновое точение по корке при относительно равномерном сечении среза и непрерывном резании

Получистовое и чистовое точение при прерывистом резании

Точное точение при прерывистом резании

Точное точение при непрерывном резании

Т30К4 Т15К6 ВК6М ВК3М

Отрезка и прорезка канавок

Т15К6 Т14К8 Т5К10

Предварительное нарезание резьбы

Т15К6 Т14К8 ВК4

Виды и характер обработки

Марка твердого сплава при обработке

угле-родис-той и леги-рован-ной стали

корро-зион-но-стой-кой стали аусте-нитно-го класса

титана и спла-вов на

цвет-ных метал-лов и их спла-вов

Окончательное нарезание резьбы

Т30К4 Т15К6 В14К8

Строгание и долбление черновое

Т15К12В ВК8В ВК15

Строгание и долбление получистовое и чистовое

Т5К12 ВК8В BK15

Т15К6 Т14К8 Т5К10

Т5К12 Т5К10 Т14К8

Получистовое и чистовое фрезерование

Т30К4 Т15К6 Т14К8

Т15К6 Т14К8 Т5К10

Сверление неглубоких (нормальных) отверстий

Т5К10 Т5К12В ВК8 ВК8В

ТТ7К12 ВК8В ВК8

Сверление глубоких отверстий

Т15К6 Т14К8 Т5К10 Т5К12В ВК8

Кольцевое сверление глубоких отверстий

Т15К6 Т14К8 Т5К10

Рассверливание неглубоких (нормальных) предварительно просверленных отверстий

Т14К8 T5KI0 Т15К6

Т14К8 Т5К10 ВК8

Т14К8 Т5К10 ВК8

ВК6М ВК3 ВК4 ВК3М

Рассверливание неглубоких (нормальных) отверстий в литых, кованых или штампованных деталях

Т5К10 Т5К12 ВК8 ВК8В

Т5К12 ТТ7К12 ВК8 ВК8В

Виды и характер обработки

Марка твердого сплава при обработке

угле-родис-той и леги-рован-ной стали

корро-зион-но-стой-кой стали аусте-нитно-го класса

титана и спла-вов на

цвет-ных метал-лов и их спла-вов

Рассверливание глубоких предварительно просвер-ленных отверстий

Т14К8 Т5К10 ВК8

Рассверливание глубоких отверстий в литых, кованных и штампованных деталях, а также отверстий с неравномерным припуском на обработку и прерывистым резанием

Т5К10 Т5К12 ВК8 ВК8В

Т5К12 ТТ7К12 ВК8 ВК8В

Т15К6 Т14К8 Т5К10 Т5К12 ВК8

Получистовое и чистовое зенкерование

Т30К4 Т15К6 Т14К8

Т15К6 Т14К8 Т5К10 ВК6М

Предварительное и окончательное развертывание

Т30К4 Т15К6 ВК6М ВК3М

Т30К4 ВК3М ВК6М

Пример 1. Выбрать материал режущей пластины токарного проходного резца, предназначенного для черновой обработки отливки из серого чугуна твердостью 220 НВ по корке при неравномерном припуске и прерывистом резании.

Для обработки заготовок из чугуна рекомендуется твердый сплав вольфрамовой группы (ВК). Важнейшим требованием к материалу режущей части резца для черновой обработки, т. е. для работы с большими нагрузками на инструмент, является обеспечение прочности. Для черновой обработки по корке при неравномерном припуске и прерывистом резании согласно табл. 2 или в справочнике [1] рекомендуется твердый сплав ВК8 [1, табл. 3, с. 116]. Сплав этой марки содержит 8 % Со и является достаточно прочным.

Пример 2. Выбрать материал режущей пластины резца, предназначенного для предварительного нарезания резьбы на заготовке из стали 40Х.

Для обработки заготовок из сталей рекомендуется твердый сплав титановольфрамовой группы (ТК). Для предварительного нарезания резьбы согласно табл. 2 или в справочнике [1] рекомендуются твердые сплавы Т15К6 и Т14К8 [1, табл. 3, с. 117], так как в этом случае осуществляется резание по предварительно обработанной поверхности без ударных нагрузок. Принимаем сплав TI5K6.

Задача 1. Выбрать материал режущей пластины резца для заданных условий обработки. Обосновать выбор материала (табл. 3).

Источник

Металлокерамические твердые сплавы и их применение

Твердые сплавы – материала, состоящие из карбидов вольфрама, титана и тантала с добавлением кобальта как связующего вещества, отличающегося прочностью на изгиб. Особенностью этих материалов выступает высокая твердость зерен, от 13 до 25 ГПа для карбида вольфрама.


Изделия из твердых сплавов получают методами порошковой металлургии

Изделия из твердых сплавов получают методами порошковой металлургии. Из-за высокого содержания вольфрама, тантала и других дорогих веществ стоимость твердых сплавов выше, чем инструментальной стали. По этой причине из твердых сплавов производят только пластины, которые устанавливаются на тело режущего инструмента. Твердость пластин доходит до 72-76 HRC, а рабочие температуры до 850-1000°С, благодаря чему они обрабатывают сталь в 3-4 раза быстрее по сравнению с инструментом из быстрорежущих сталей.

Твердые сплавы делят на группы в зависимости от входящих соединений:

  • Однокарбидные. Состоят только из карбида вольфрама и кобальта.
  • Двухкарбидные. В состав входят карбиды вольфрама и титана и кобальт как связующее вещество.
  • Трехкарбидные. Твердая фаза состоит из карбидов вольфрама, титана и тантала, связывающая – из кобальта.

В России стандартом для твердых сплавов выступает ГОСТ 3882-74. Зарубежные компании используют собственные стандарты.

Однокарбидные твердые сплавы

Твердые сплавы, в состав которых входит только карбид вольфрама, обозначают буквами ВК и цифрой, указывающей на содержание кобальта. Так, сплав ВК3 содержит 3% кобальта и 97% вольфрама, ВК8 – 8% и 92% соответственно. В сплаве ВК10-ХОМ присутствует также карбид хрома, но по классификации он относится к однокарбидным.

С увеличением содержания кобальта возрастает предел прочности на поперченный изгиб и прочность во время резки, но снижается износостойкость и твердость. Сплав ВК3 со значительным содержанием карбида вольфрама подходит для чистовой обработки, при которой скорость резки максимальна. Сплавы ВК8 и ВК10-ХОМ используются в черновой обработке и при ударных нагрузках.

Твердые сплавы карбида вольфрама и кобальта используются для работы с материалами, которые образуют стружку, состоящую из отдельных частиц, не связанных друг с другом. К ним относят хрупкие материалы, такие как чугун, цветные сплавы на основе никеля и титана, фарфор, стекло и стеклопластики. К хрупким относятся стали с повышенной стойкостью к коррозии и высоким температурам.

Металлокерамические твердые сплавы и их применение

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Металлокерамические твердые сплавы представляют сoбoй композиции, состоящие из особо твердых тугоплавких соединений в сочетании с вязким связующим металлом.

Наибольшее практическое применение для производства металлокерамических твердых сплавов имеют карбиды WC, TiC и ТаС. Связующим металлом в спечённых твердых сплавах является кобальт, а иногда никель и железо.

В зависимости от состава карбидной фазы твердые сплавы разделяют на три основные группы:

· однокарбид-пые сплавы WC — Со (типа ВК),

· дзухкарбидные сплавы WC—Ti С—Со (типа ТК),

· трехкарбидные сплавы WC—TiC—ТаС—Со (типаТТК).

Сплавы первой группы

различаются по содержанию кобальта (2…30%) и по зернистости карбидной фазы. С увеличением содержания кобальта растет вязкость сплава, но снижается твердость и износостойкость. Укрупнение зерен карбида вольфрама повышает вязкость сплава, но снижает твердость.

Читайте также:  Прием лома нержавеющей стали

Однокарбидные сплавы применяют для изготовления режущих инструментов, предназначенных для обработки хрупких материалов: чугуна, цветных металлов и сплавов, неметаллических материалов (резины, фибры, пластмасс), а также нержавеющих и жаропрочных сталей, титана и его сплавов. Сплавы с низким содержание кобальта ВК2, ВКЗ, ВКЗМ, ВК4 применяют для чисто вой и получистовой обработки, а сплавы В Кб, ВК6М, ВК8 — Для черновой обработки. Вязкие сплавы с большим содержанием кобальта (более 20%) используют для оснащения штампового инструмента, работающего при значительных ударных нагрузках. Мелкозернистые твердые сплавы (ВКЗМ, ВК6М) применяют при обработке твердых чугуиов по литейной корке. Если в марке стоит буква В (ВК4В), это значит, что сплавы изготовлены из крупнозернистого карбида вольфрама.

Сплавы второй группы

благодаря высокой твердости и износостойкости применяют преимущественно при высокоскоростной обработке сталей резанием. Свойства сплавов определяются содержанием карбида титана и кобальта. С увеличением содержания TiC повышается износостойкость сплава и уменьшается его прочность, а увеличение содержания кобальта повышает вязкость и снижает твердость.

Наивысшей для двухкарбидных сплавов износостойкостью и допустимой скоростью резания при чистовой обработке обладает сплав Т30К4. Сплавы Т15К6, Т5К.Ю предназначены для получистовой и черновой обработки углеродистых и легированных сталей (поковок, штамповок, отливок). Сплав Т5К12В применяют для тяжелой черновой обработки поковок, штамповок и отливок, а также для строгания углеродистых и легированных сталей.

Сплавы третьей группы

применяют для черновой и чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, в том числе жаропрочных сплавов и сталей. Добавка карбида тантала или ниобия оказывает положительное влияние на прочность и режущие свойства сплавов. К этой группе относятся следующие марки: ТТ7К.12, ТТ7К15, ТТ8К6, ТТ20К9 и др.

В связи с дефицитностью твердых сплавов на основе вольфрама применяют сплавы на основе карбидов ванадия, молибдена, хрома. Например, твердый сплав на основе карбида хрома имеет более высокую жаростойкость, чем сплавы ВК и ТК, и обладает хорошей износостойкостью. В последнее время начинают применять безвольфрамовые твердые сплавы группы TiC—Ni—Mo (монитикар), по своим свойствам превосходящие тита-новольфрамовые сплавы. Сплавы группы монитикар предназначены для обработки в условиях безударных нагрузок углеродистых сталей и сплавов. Выпускаются следующие марки сплавов: A3, Б2, БЗ, Б4, Б5, ВЗ, ГЗ и ДЗ (44,3% TiC, 37,4% Ni, 18,3% Mo), имеющие низкий коэффициент трения и высокую износостойкость.

Твердые сплавы получают прессованием порошков карбидов и кобальта в изделия необходимой формы и последующим спеканием при 1250…1450 СС в атмосфере водорода или в вакууме. Твердые сплавы чаще изготовляют в виде стандартных пластин различной формы для оснащения ими резцов, фрез, сверл и других режущих инструментов, а также различных матриц для прессования полуфабрикатов и волочения проволоки. Пластины в режущем инструменте крепят либо медным припоем, либо механическим способом.

Минералокерамические твердые сплавы изготовляют из дешевого и недефицитного материала — окиси алюминия. Минералокерамические твердые сплавы термокорунд и микролит (ЦМ-332) выпускают в виде пластинок. Минералокерамика обладает большой твердостью и красностойкостью, что позволяет использовать ее при высоких скоростях резания для чистовой и получистовой обработки чугуна, стали и других материалов. Однако минералокаремика имеет высокую хрупкость и низкие показатели механической прочности, что ограничивает область ее применения.

29.Твердые и сверхтвердые сплавы

Твердые сплавы и режущая керамика

Твердые сплавы и режущую керамику получают с помощью методов порошковой металлургии. Порошковая металлургия – область техники, охватывающая совокупность методов изготовления металлических порошков из металлоподобных соединений, полуфабрикатов и изделий из них, а также из их смесей с неметаллическими порошками без расплавления основного компонента. Исходные материалы для твердых сплавов и металлокерамики – порошки – получают химическими или механическими способами. Формообразование заготовок (изделий) осуществляют в холодном состоянии либо при нагревании. Холодное формообразование происходит при осевом прессовании на механических и гидравлических прессах или при давлении жидкости на эластичную оболочку, в которую помещают порошки (гидростатический метод). Горячим прессованием в штампах под молотом (динамическое прессование) или газостатическим методом в специальных контейнерах за счет давления (15—400 тыс. Па) горячих газов получают изделия из плохо спекающихся материалов – тугоплавких соединений, которые применяются для изготовления твердых сплавов и металлокерамики. В состав таких спеченных тугоплавких соединений (псевдосплавов) включаются неметаллические компоненты – графит, глинозем, карбиды, придающие им особые свойства.

В инструментальном производстве получили широкое распространение твердые спеченные сплавы и режущая металлокерамика (металлы + неметаллические компоненты) По содержанию основных компонентовпорошков в смеси твердые спеченные сплавы подразделяются на три группы вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталоволь—фрамовые, по области применения– на сплавы для обработки материалов резанием, оснащения горного инструмента, для наплавки быстро изнашивающихся деталей машин, приборов и приспособлений.

Физико—механические свойства твердых сплавов:предел прочности при изгибе – 1176–2156 МПа (120–220 КГС/мм 2), плотность – 9,5—15,3 г/см 3, твердость – 79–92 HRA.

Твердые сплавы для бесстружковой обработки металлов, наплавки быстро изнашивающихся деталей машин, приборов и приспособлений: ВК3, ВК3–М, ВК4, ВК10–КС, ВК20–КС, ВК20К. В обозначении марок твердых сплавов буква «К» означает – кобальт, «В» – карбид вольфрама, «Т» – карбиды титана и тантала; цифры соответствуют процентному содержанию порошков компонентов, входящих в сплав. Например, сплав ВК3 содержит 3 % кобальта, остальное – карбид вольфрама.

Дефицит вольфрама обусловил необходимость разработки безвольфрамовых твердых сплавов, не уступающих по основным свойствам спеченным сплавам на основе карбидов вольфрама.

Безвольфрамовые и карбидохромовые твердые металлокера—мические сплавыприменяются в машиностроении для изготовления волок, вытяжных матриц, для распыления различных, в том числе абразивных, материалов, деталей трения, работающих при температурах до 900 °C, режущего инструмента для обработки цветных металлов.

Сверхтвердые материалы

Для изготовления различного режущего инструмента в настоящее время в различных отраслях промышленности, в том числе в машиностроительной, применяются три вида сверхтвердых материалов (СТМ): природные алмазы, поликристаллические синтетические алмазы и композиты на основе нитрита бора (эльбора).

Природные и синтетические алмазы обладают такими уникальными свойствами, как самая высокая твердость (HV 10 000 кгс/мм 2), у них весьма малые: коэффициент линейного расширения и коэффициент трения; высокие: теплопроводность, адгезионная стойкость и износостойкость. Недостатками алмазов являются невысокая прочность на изгиб, хрупкость и растворимость в железе при относительно низких температурах (+750 °C), что препятствует использованию их для обработки железоуглеродистых сталей и сплавов на высоких скоростях резания, а также при прерывистом резании и вибрациях.Природные алмазыиспользуются в виде кристаллов, закрепляемых в металлическом корпусе резца Синтетические алмазы марок АСБ (балас) и АСПК (карбонадо) сходны по своей структуре с природными алмазами Они имеют поликристаллическое строение и обладают более высокими прочностными характеристиками.

Природные и синтетические алмазыприменяются широко при обработке медных, алюминиевых и магниевых сплавов, благородных металлов (золота, серебра), титана и его сплавов, неметаллических материалов (пластмасс, текстолита, стеклотекстолита), а также твердых сплавов и керамики.

Синтетические алмазыпо сравнению с природными имеют ряд преимуществ, обусловленных их более высокими прочностными и динамическими характеристиками. Их можно использовать не только для точения, но также и для фрезерования.

Читайте также:  Номинальные допускаемые напряжения для стали это

Композитпредставляет собой сверхтвердый материал на основе кубического нитрида бора, применяемый для изготовления лезвийного режущего инструмента. По твердости композит приближается к алмазу, значительно превосходит его по теплостойкости, более инертен к черным металлам Это определяет главную область его применения – обработка закаленных сталей и чугунов. Промышленность выпускает следующие основные марки СТМ: композит 01 (эльбор – Р), композит 02 (белбор), композит 05 и 05И и композит 09 (ПТНБ – НК).

Композиты 01 и 02 обладают высокой твердостью (HV 750 кгс/мм 2), но небольшой прочностью на изгиб (40–50 кг/мм 2). Основная область их применения – тонкое и чистовое безударное точение деталей из закаленных сталей твердостью HRC 55–70, чугунов любой твердости и твердых сплавов марок ВК 15, ВК 20 и ВК 25 (HP^ 88–90), с подачей до 0,15 мм/об и глубиной резания 0,05—0,5 мм. Композиты 01 и 02 могут быть использованы также для фрезерования закаленных сталей и чугунов, несмотря на наличие ударных нагрузок, что объясняется более благоприятной динамикой фрезерной обработки. Композит 05 по твердости занимает среднее положение между композитом 01 и композитом 10, а его прочность примерно такая же, как и композита 01. Композиты 09 и 10 имеют примерно одинаковую прочность на изгиб (70—100 кгс/мм 2).

Двухкарбидные твердые сплавы

Сплавы, содержащие карбиды вольфрама и титана, используют для инструментов, которыми обрабатывают материалы со сливной стружкой. У двухкарбидных сплавов стойкость к окислению, твердость и теплостойкость выше, чем у однокарбидных, но ниже упругость, теплопроводность и электропроводность. Устойчивость к усталостному разрушению у титановольфрамовых сплавов объясняется повышенной температурой схватывания при спекании. Эти сплавы используют при высоких скоростях резания стали.

Двухкарбидные сплавы обозначаются так: Т30К4, где число 30 указывает на процентное содержание карбида титана, а 4 – кобальта. Остальная часть сплава состоит из карбида вольфрама. Как и однокарбидных сплавах, предел прочности на сжатие и изгиб повышается с ростом содержания кобальта. Сплавы Т3ОК4 и Т15К6, используются в чистовой и получистовой обработке, а сплавы Т5К10 и Т5К12 подходят для медленной резки и работе с ударными нагрузками.

Область использования вольфрамсодержащих изделий

Применение сплава ВК8, как и другие схожие виды ТС, распространяется на разные отрасли производства, где требуется бурить скважины в абразивных горных породах, резать мрамор, заготавливать уголь, обрабатывать гранит. Также используются изделия из вольфрама в машиностроении для изготовления пар трения подшипников, штампов, пресс-форм.

На шарошках долот и на лапах устанавливаются специальные твердосплавные элементы (зубки) – одним из часто используемых сплавов и является ВК8

Уже сегодня этот вид металла нашел область применения – особо прочные покрытия, создаваемые технологией напыления. Наиболее известный сплав ВП3325 изготавливается на его основе, он улучшает свойства хрупких соединений такими качествами:

  • теплопроводностью, твердостью;
  • модулем упругости;
  • ударной прочностью;
  • устойчивостью к вибрации.

Пластины из сплава ВП3325

Между тем, такой вид обработки малопрочных материалов обретает все большую популярность и находит применение в медицине, оптике, ювелирной промышленности. Такой подход к приборостроению одновременно снижает себестоимость продукции, а также вольфрамовую потребность. Благодаря возможности использования вторсырья, некоторые даже зарубежные предприятия, обеспечиваются ресурсами без дополнительной их добычи из недр земли.

Трехкарбидные твердые сплавы

Добавление в твердые сплавы карбида тантала повышает твердость и прочность на изгиб в широком диапазоне температур. Это соединение увеличивает стойкость к повышенным температурам, окислению и усталостному разрушению при циклических нагрузках. Стандарт содержит четыре сплава — ТТ8К6, ТТ10К8Б, ТТ20К9, ТТ7К12 с содержанием карбида тантала от 2 до 12%.

Твердые сплавы с карбидом тантала используются для особо тяжелых режимов резания, при циклических нагрузках на инструмент. Сплав ТТ7К12 применяется для работы в наиболее неблагоприятных условиях – строгание, прерывистое точение, черновое фрезерование твердых и коррозионностойких сталей.

Применение ВК8

Твердый сплав ВК8 применяется для осуществления черновых работ:

  • стачивания неоднородностей на сечениях среза;
  • сверления отверстий;
  • строгания;
  • фрезеровочных работ;
  • зенкерования серого чугуна.

С его помощью обрабатываются поверхности сталей всех видов: легированных, чугунных, жаростойких; твердых пород дерева.

Черновое точение при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, строгание, черновое фрезерование, сверление, черновое рассверливание, черновое зенкерование серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Обработка коррозионно-стойких, высокопрочных и жаропрочных труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе сплавов титана.

Сплав ВК8 ГОСТ 3882-74 установлен еще при СССР – (). При одинаковом процентном содержании вольфрама имеет физические свойства, существенно отличающиеся от аналогичного не лежащего в рамках конкретного ГОСТ.

ГОСТ 3882-74 с информацией о сплаве ВК8 и других марок твердого сплава – нажмите на картинку, чтобы посмотреть ГОСТ

Твердые сплавы без карбида вольфрама

Несмотря на достоинства вольфрама, он считается дорогим и дефицитным веществом. Поэтому ведутся исследовательские работы по созданию твердых сплавов без вольфрама или с минимальным его содержанием. Такие сплавы состоят из карбидов и карбидонитридов титана, а связкой выступает никель и молибден. Эти сплавы имеют хорошую твердость и стойкость к образованию окалины, но уступают по упругости у ударной вязкости. Их характеристики снижаются при повышенных температурах.

Твердые сплавы, не содержащие вольфрам, используют для чистовой и получистовой обработке. Ими обрабатывают углеродистые и легированные стали, титановые сплавы. Безвольфрамовые сплавы работают при средних и высоких скоростях резания.

Применение сплава Т15К6

Начнем, пожалуй, с самого простого. Первое, что вам следует понять, это то, что этот материал предназначен в основном для механической обработки сплавов и металлов. Чаще всего из него изготавливают резцовые плашки для токарных станков по металлу, реже – развертки для доводки выравнивания отверстий в заготовке, зенковки для снятия внутренних фасок тех же отверстий, фрезы для снятия определенного количества металла с поверхности заготовки, а также выборки углублений и формирования отверстий сложной формы. Последние три инструмента чаще всего используются для финальной, более деликатной обработки металлоизделия в то время, как резцами часто проводится грубая обработка детали, то есть придание основной формы.

Аналоги

Конечно же, выплавка стали и ее последующая обработка – явление, можно сказать, распространенное, а значит, и средства для той самой обработки должны быть распространены повсеместно и в больших количествах. И неудивительно, что среди такого множества имеется несколько сплавов, напоминающих наш Т15К6. Расшифровка аббревиатур будет, скорее всего, отличаться, так как система обозначения у каждой страны может разниться, но в целом состав сплавов близок или идентичен российскому аналогу.

Итак, список выглядит примерно так:

  • Швеция – МС111;
  • Польша – S10 и S10S;
  • Германия – HS123, HT01 и HT02;
  • Чехия – S1, T2.

Зная эти наименования, вы без труда сможете найти резец из необходимого вам сплава.

Источник