Твердые сплавы

Твердыми называют сплавы, изготовленные методом порошковой металлурги и состоящие из карбидов тугоплавких металлов. (WC, TiC, TaC), соединенных кобальтовой связкой. твердые сплавы подразделяются на три группы:

• вольфрамовые (ВК3, ВК6, ВК8, ВК10);
• титановольфрамовые (Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12);
• титанотанталовольфрамовые (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-Б,ТТ20К9).

В марках первые буквы обозначают группу, к которой относится сплав (ВК - вольфрамовая, Т - титановольфрамовая, ТТ - титанотанталовольфрамовая); цифры в вольфрамовой группе - количества кобальта; первые цифры в титановольфрамовой группе - количества карбида титана, а вторые цифры - количества кобальта; первые цифры в сплавах титанотанталовольфрамовой группы - количество карбидов титана и тантала, а вторые цифры - количество кобальта. Если в марке стоит буква "М" (ВК6- М), сплавы изготовлены из мелких порошков, если буква "В" (ВК4-В) - из крупнозернистого карбида вольфрама. Если в марке присутствует буквы "ОМ" - сплавы изготовлены из особо мелких порошков, а "ВК" - из особо крупного карбида вольфрама.
Структура тугоплавких сплавов представляют частицы карбидов связанных кобальтом.
Чем меньше в сплаве ВК кобальта и мельче карбидные частицы, тем выше износостойкость, но ниже прочность и сопротивление ударам. Чем больше кобальта в стали, тем выше износостойкость (89,5-90 HRB и s_изг = 1100- 1650 МПа), допускают высокую скорость резания при обработке чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов. Данные сплавы рекомендуют для чернового точения, фрезерования, рассверливания, зенкерования при обработке чугуна, жаропрочных сплавов, цветных металлов.
Наивысшей для титановольфрамовых сплавов износостойкостью и допустимой скоростью резания при пониженной эксплуатационной прочности (s_изг= 950 МПа) обладает сплав Т30К4, и наоборот у сплавов Т16К6, Т5К10 эксплуатационная прочность выше, а износостойкость и допустимая скорость резания ниже. Титановольфрамовые сплавы применяются для чистового чернового точения, фрезерования и строгания стали. Твердость сплава 92-87 HRB.
Сталь ТТ10К8-Б, при умеренной износостойкости, обладает высоким сопротивлением удару и хорошей эксплуатационной прочностью (s_изг = 1300 МПа)
. Титанотанталовольфрамовые сплавы применяются для черновой и чистовой обработке, трудно обрабатываемых, материалов, в том числе и жаропрочных сплавов и сталей.
Выпускаются также пластины, которые модно припаивать к державке инструмента, покрывая их тонким слоем карбидов и нитридов, повышающие срок службы в 3 - 4 раза.
Наибольший эффект покрытие дает при точении стали и чугуна твердостью 230-1240 НВ. При тяжелых условиях обработки эффективность пластин с износостойким покрытием снижается. Для чистовой обработки трудно обрабатываемых материалов и закаленной стали (³ 55HRC) применяют режущий инструмент, оснащенный пластинами из синтетических поликристаллических сверхтвердых материалов на основе нитрида бора – композитов. В исходный нитрид бора вводят различные легирующие добавки и наполнители и получают прочно связанные мельчайшие кристаллы (поликристаллы). К группе сверхтвердых материалов относят композит 01 (эльбор-Р), композит 02 (беолобор) композит 10 (гексанит-Р), а также поликристаллический нитрид бора.
Нитрид бора обладает очень высокой твердостью, теплостойкостью. Скорость резания при обработке закаленной стали 70 -150 м/мин. Применение нитрида бора позволяет повысить производительность труда при точении и фрезеровании с получением высокого качества поверхности.

12. Инструментальные стали и твердые сплавы
Вопросы для самопроверки

1. Каковы достоинства и недостатки углеродистых сталей для режущего инструмента?

2. Каковы преимущества легированных сталей для режущего инструмента перед углеродистыми сталями?

3. Какие Вы знаете быстрорежущие стали?

4. Почему быстрорежущие стали для закалки нагреваются до высоких температур, а после закалки дается многократный отпуск?

5. Каким требованиям должны отвечать сталь для штампов деформирования в холодном состоянии? Какая сталь наиболее часто применяется?

6. Укажите стали для штампов горячего деформирования (молотовых штампов, пресс-форм, прессового инструмента)

7. Выберите сталь для сверл при обработке металлов с твердостью 260-280 НВ, фрез для резания с высокой скоростью и плашек для нарезания твердых металлов.

8. Какие Вы знаете твердые сплавы? Где рекомендуют их применять?

9. Какие Вы знаете безвольфрамовые твердые сплавы?

10. Какие Вы знаете поликристаллические сверхтвердые материалы на основе нитрида бора – композит?

Дата добавления: 2014-01-07