Общие сведения о твердых сплавах

Металлокерамические твердосплавные пластины изготовляются мето­дом порошковой металлургии и состоят из твердых карбидов тугоплавких металлов (вольфрама, титана, тантала), сцементированных связкой.

По сравнению с быстрорежущими сталями твердые сплавы обладают

более высокой твердостью, теплостойкостью, износостойкостью и теплопро­водностью и не уступают им по прочности на сжатие. Теплостойкость твердых сплавов позволяет обрабатывать конструкционные материалы при более высоких скоростях резания (V=5O...1OO м/мин).

Недостатками твердых сплавов является низкая прочность при изгибе, низкая технологичность, дефицитность и дороговизна сырья для их производ­ства.

Низкая изгибная прочность твердых сплавов компенсируется при их эксплуатации соответствующей геометрией режущего инструмента.

Недостаточная технологичность твердых сплавов компенсируется при­менением методов порошковой металлургии при производстве изделий из них

Дефицитность твердых сплавов объясняется ограниченными сырьевы­ми ресурсами, из которых производят вольфрам - главный компонент сплава. Вольфрам является редким металлом и поэтому руда, содержащая 0,2 % W,считается промышленной. Из одной тонны такой руды можно произвести 2 кг вольфрама. Высокоэффективное применение твердых сплавов возможно только при правильном выборе марки сплава в соответствии с условиями его работы. Твердые сплавы изготавливают в виде пластинок путем спекания при
температуре от 1500°С в электропечах. Основная особенность инструмента,
оснащённого пластинкой из твёрдого сплава, в том, что его режущие свойства
не снижаются при температуре нагрева в зоне резания до 800..900°С. По­
этому такие инструменты пригодны для обработки высокопрочных металлов
(включая закалённые стали), и неметаллических материалов (стекла, фарфора, пластмасс и др.) у

Выпускаются пять групп твердых сплавов:

- вольфрамовые (ВК),

- титаковольфрамовые (ТК),

- титано - тантале - вольфрамовые (ТТК),

- особомелкозернистые (ОМ),

- безвольфрамовые

Твердые сплавы групп ВК, ТК. ТТК и ОМ готовятся на кобальтовой связ­ке, безвольфрамовые сплавы - нз тугоплавкой молибденовой связке

2. Вольфрамовые твёрдые сппавы

Состав: карбид вольфрама (режущий скелет) и кобальт (связка)

Марки: ВКЗ, ВК6, ВК8

В марках твердых сплавов группы ВК буквы и цифры означают: В - кар­бид вольфрама, К - кобальт, цифры указывают на процентное содержание. Сплавы группы ВК имеют твердость HRA 87,5...91.0; теплостойкость 800.. 850°С (ВК8 - ВКЗ соответственно); микротвердость – 25000 МПа, предел прочности при изгибе б_ю-110…140 МПа (ВКЗ - ВК8 соответственно) С уменьшением содержания кобальта твердость и теплостойкость сплавов воз­растает, а прочность на изгиб снижается. Сплавы группы ВК выпускаются трех зернистостей:

- М (мелкозернистые, размер зерен карбида вольфрама 1мкм). Марки
ВКЗМ, ВК6М и др.:

- В (крупнозернистые: размер зерен карбида вольфрама 3-5 мкм).
Марки ВК8В и др.;

- без литеры (среднезернистые: размер зерен карбида вольфрама 1—2
мкм). Марки ВКЗ, ВК6, ВК8 и др.

С уменьшением размера зерен твердость и износостойкость сплава возрастает, а изгибная прочность снижается.

Твердые сплавы группы ВК предназначены для обработки резанием чугунов, цветных металлов и неметаллических материалов. Именно здесь их физико-механические свойства используются наиболее эффективно.

Сплав ВКЗ, являясь наиболее твердым: теплостойким и износостойким из сплавов данной группы, допускает наивысшую скорость резания и размерную точность обработки. Применяется для чистовой и получистовой обработки при непрерывном резании.

Сплав ВК6 обладает большей изгибной прочностью, чем сплав ВКЗ. Применяется для черновой обработки при непрерывном резании, для чистовой и получистовой обработки при прерывистом резании.

Сплав ВК8 обладает наибольшей изгибной прочностью при наименьшей теплостойкости и износостойкости. Применяется для черновой обработки, в том числе - при прерывистом резании и с ударами

Резцы, оснащенные сплавом ВК8 при соответствующей их геометрии можно эффективно использовать при обработке наплавленных
поверхностей восстанавливаемых деталей твердостью HRC 32-55 в
условиях прерывистого резания.

3. Титановольфрамовые твердые сплавы (группы ТК)

Состав: карбиды титана и вольфрама (режущий скелет) и кобальт (связка)

Основные марки: Т5К10, Т15К6, Т30К4

В марках твердых сплавов группы ТК буквы и цифры означают: Т – карбид титана, К - кобальт, цифры указывают на содержание в сплаве указан­ных компонентов в процентах.

Сплавы группы ТК имеют твердость HRC₃ 90...92, теплостойкость

Т_кр 500...900°С, микротвердость до 30000 МПа, предел прочности бв = 90…130 МПа. С повышением содержания карбида титана и снижением содержания кобальта твердость, теплостойкость и износостойкость сплава возрастают, а прочность на изгиб снижается Предел прочности на сжатие этих сплавов достаточно высок (б_сж=370 МПа)

Группа ТК имеет более высокую твердость, теплостойкость и износостойкость, но меньшие прочностные характеристики.

Сплав Т30К4, являясь наиболее твердым, теплостойким и износостой­ким ил сплавов данной группы, допускает наивысшую скорость резания и размерную точность обработки. Применяется для чистовой обработки сталей с малым сечением срезаемого слоя.

Т15К6 обладает большой изгибной прочностью, но теплостойкость и износостойкость ниже. Применяется для получистовой и чистовой обработки.

Т5К10 обладает наибольшей изгибной прочностью при наименьшей твердости, теплостойкости и износостойкости из сплавов данной группы. Применяется при черновой обработке стали по корке и окалине с большим или неравномерным сечением срезаемого слоя.

Дата добавления: 2014-11-16