Твердые сплавы

Режимы термической обработки сталей для прессового инструмента

Марка стали	Отжиг	Закалка	Отпуск
Температура, °С	Твердость НВ	Температура, °С	Твердость HRC	Температура, °С	Твердость HRC
ЗХ2В8	750–780	187–220	1050–1100	48–50	600–620	38–44
4Х5В2ФС	840–880	207–229	1020–1060	–	580–620	44–50
4Х2В5ФМ	840–880	207–229	1050–1100	–	600–650	44–50
4ХЗВ2М2Ф	860–890	207–229	1050–1100	51–53	600–620	38–42

Кроме перечисленных, применяют еще сталь 7X3 (0,6–0,75% С, 3,2–3,8% Сr, остальные элементы в обычных пределах), обладающую более высокой износоустойчивостью благодаря более высокому содержанию углерода, чем в остальных сталях, но значительно уступающую сталям типа ЗХ2В8 и 5ХНМ по вязкости и красностойкости. Применяется сталь 7X3 для штампов, работающих в условиях невысокого нагрева (400–500°С).

Температурные режимы работы деталей прессформ для литья под давлением и горячих штампов похожи. Поэтому для прессформ применяют те же стали: ЗХ2В8 для наиболее нагруженных деталей и для менее нагруженных в тепловом отношении деталей – более простые стали (7X3, 30ХГС и даже углеродистые стали 40 и У7), а также нержавеющие стали типа 3X13, с которыми познакомимся ниже.

В настоящее время для скоростного резания металлов применяют инструмент, оснащенный твердыми сплавами. Рабочая температура резания инструмента из твердых сплавов до 800–1000°С.

Твердость металлокерамических твердых сплавов очень высокая, т. к. эти сплавы состоят из 90–95% карбидов (остальное – кобальтовая связка), обладающих исключительно высокой твердостью, поэтому спеченные детали из твердых сплавов нельзя подвергать никакой другой механической обработке, кроме шлифования.

Инструмент не изготавливают целиком из твердого сплава – из него изготавливают лишь режущую часть; пластинку из твердого сплава прикрепляют к державке из обычной конструкционной или инструментальной стали.

Подобным образом сейчас изготавливают резцы и многие другие металлорежущие инструменты высокой производительности (фрезы, сверла и т. д.).

При высокой твердости твердый сплав обладает повышенной хрупкостью и малой прочностью в отношении растягивающих напряжений. При работе с ударами и толчками твердый сплав выкрашивается и в таких условиях не обладает высокой стойкостью.

Как видно из диаграммы, приведенной на рис. 3.4, рабочая температура резания инструмента из твердых сплавов может быть увеличена до 800–1000°С, тогда как для инструмента из быстрорежущей стали разогрев режущей кромки выше 650°С недопустим.

Значит, имея инструмент из твердых сплавов, можно работать на более высоких скоростях резания, чем с инструментом из быстрорежущей стали, хотя при меньшей подаче.

Твердый сплав изготовляется методами порошковой металлургии. Для изготовления твердых сплавов порошки карбидов вольфрама и титана смешивают со связующим веществом (кобальтом), прессуют в формах и тем самым придают изделию соответствующую внешнюю форму, затем подвергают спеканию при высокой температуре (1500–2000°С). В результате получается изделие, состоящее из карбидных частиц, связанных кобальтом. Такая технология не обеспечивает получения совершенно плотного изделия, в нем имеются поры, занимающие объем до 5%.

При высокой твердости твердый сплав обладает повышенной хрупкостью и малой прочностью в отношении растягивающих напряжений. Придавая соответствующую форму инструментам, подбирая режимы резания, этот недостаток твердого сплава хотя и устраняется, но не полностью. При работе с ударами и толчками твердый сплав выкрашивается и в таких условиях не обладает высокой стойкостью.

В табл. 3.14 приведены составы и некоторые свойства стандартных твердых сплавов.

Таблица 3.14

Дата добавления: 2014-11-29