3.6.4 Інструментальні тверді сплави

Основа всіх інструментальних твердих сплавів – дуже тверді карбіди вольфрама (WC), титана (ТіС) та тантала (ТаС). Зв’язуючий матеріал – кобальт, нікель або залізо. Для виготовлення виробів порошки карбідів змішують із зв’язкою, пресують і спікають при температурі плавлення зв’язки у атмосфері водню для відновлення окислів. Вони бувають для наплавки і металокерамічними.

Наплавочні тверді сплави використовують для підвищення зносостійкості різних деталей машин шляхом наплавки (наварювання) з допомогою вольтової дуги або газового полум’я. Залежно від способу виготовлення вони поділяються на класи:

Стеліти – литі сплави на основі кобальта, хрома, вольфрама та вуглецю (табл.3.15).

Таблиця 3.15

Хімічний склад наплавочних сплавів

Сплав	Компоненти сплавів, %
	W	Co	Ni	Fe	Cr	Mn	C	Si
Стеліт ВК2 Стеліт ВК3 Сормайт №1 Сормайт №2 Сталініт Вокар	13…17 4…5 - - - 85…87	47…53 58…62 - - - -	2,0 2,0 3…5 1,3…2,2 - -	2,0 2,0 Основа Основа Основа 2,0	27…33 28…32 25…31 13…17 16…20 -	1 - 1,5 1,0 13…17 -	1,8…2,5 1,0…1,5 1,5…3,3 1,5…2,0 8…10 9…10	1,0…2,0 2,5 2,8…4,2 1,5…2,2 3,0 3,0

Стелітоподібні (сормайти) – литі сплави на основі хрома, заліза та нікеля. До порошкових сплавів належать сталініт, вокар, ВИСХОМ-9 і боридна суміш.

Зерноподібні (вокар) – складається з зерен вольфрама та вуглецю або суміші різних феросплавів.

У процесі наплавленння у наплавляємому шарі утворюється сплав який містить тверді карбіди вольфрама, хрома, марганцю та заліза. Сормайти випускають у вигляді прутків d=5…7мм і довжиною 200…400мм, а також у вигляді порошкоподібної або зерноподібної суміші. Такими сплавами наплавляють зношені деталі, штамповий і вимірювальний інструмент, найбільш зношувані поверхні деталей землерийної техніки.

Металокерамічні тверді сплави широко використовують для виготовлення металорізального та бурового інструменту і в різних галузях промисловості. Вони бувають одно-, двох- і трьохкарбідними (табл. 3.16). Кожний тип має свої особливості використання. В залежності від розмірів часток вони бувають крупнозернистими – В, дрібнозернистими – М та особливо дрібнозернистими – ОМ.

Таблиця 3.16

Металокерамічні тверді сплави

Кількість карбідів	Марка	Хімічний склад,%
		WC	ТіС	ТаС	Со
Однокарбідні	ВК2 ВК10	98 90	- -	- -	2 10
Двохкарбідні	Т5К10 Т15К6 Т30К4	85 79 64	5 15 30	- - -	10 6 4
Трьохкарбідні	ТТ7К12 ТТ20К9	81 71	7 20		12 9

У маркуванні однокарбідних сплавів (вольфрамової групи) цифра означає вміст кобальта у цілих відсотках, у двохкарбідних сплавах (титановольфрамової групи) цифра після літери К означає вміст кобальта у цілих відсотках, а цифра після літери Т– вміст карбіда титана у цілих відсотках. У маркуванні трьохкарбідних сплавів (титанотанталовольфрамової групи) цифра після літери К – вміст кобальта у цілих відсотках, а цифра (цифри) після літер ТТ – сумарний вміст карбідів титана і тантала; все інше карбід вольфрама. Позначення зернистості В та М записують відразу після цифри вмісту кобальта (ВК3М, ВК8В, ВК6М), а позначення ОМ – через дефіс після останньої цифри (ВК6-ОМ, ВК10-ОМ тощо).

Вольфрам дорогий і дефіцитний матеріал. Для здешевлення твердих сплавів замість карбідів вольфрама використовують карбіди титана, а у якості зв’язки – нікель з добавками молібдена. Такі сплави маркують ТНМ-20, ТНМ-25, ТНМ-30 тощо і називають безвольфрамовими твердими сплавами.

В якості дешевих і високопродуктивних матеріалів здатних замінити тверді сплави використовують мінералокерамічні матеріали на основі Al₂O₃. Найбільш відома марка ЦМ-332 де цифри – номер марки. Для зменшення крихкості до складу вводять метали (вольфрам, молібден, бор, титан та інші) у кількості до 10%. Такі матеріали називають керметами.