1.4.5. Твердые сплавы

Применение твердых сплавов при обработке резанием позволило повысить в среднем скорости резания в 2-4 раза. Поэтому там, где это целесообразно, следует у инструментов рабочую часть выполнять твердосплавной или с твердосплавным режущим элементом.

В инструментальном производстве применяют вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые твердые сплавы. Твердые сплавы получают путем прессования и спекания при высокой температуре (1500-2000 °С) карбидов вольфрама, титана, тантала и связки - кобальта. Вольфрамовые сплавы - однокарбидные (кроме сплавов ВК6-ОМ, ВК10-ОМ), титановольфрамовые - двухкарбидные, а титанотанталовольфрамовые - трехкарбидные.

Твердые сплавы по сравнению с инструментальными сталями имеют пониженную теплопроводность или более низкий коэффициент линейного расширения. Они очень чувствительны к перепаду температур, переменным нагрузкам и удару.

Вольфрамовые твердые сплавы имеют твердость до 91 НRА, предел прочности при изгибе до 1700 МПа, температуростойкость 800-850 °С. В этой группе следующие марки: ВКЗ, ВКЗ-М, ВК4-В, ВК6, ВК6-ОМ, ВК8, ВК10-М, ВК10-ОМ и др. Цифры после буквы К показывают содержание кольбата в %, буквы О - особо мелкозернистая структура, М - мелкозернистая структура карбидов, В – крупнозернистая структура (исходного порошка карбидов для спекания). Мелкозернистая структура сплава повышает его износостойкость, но уменьшает прочность, крупнозернистая - наоборот. Таким образом, например, в сплаве ВК6-ОМ содержится 6% кольбата, 2% карбидов тантала и 92% карбидов вольфрама с особо мелкозернистой структурой.

Вольфрамовые твердые сплавы обладают повышенной адгезией при обработке деталей из стали, что приводит к быстрому образованию лунки на передней поверхности инструмента (из-за контакта этой поверхности со сходящей стружкой) и потере его режущей способности. Вследствие этого вольфрамовые твердые сплавы в основном применяют для обработки деталей из чугунов. Следует отметить, что твердые сплавы ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК8, ВК10-ОМ могут быть с успехом использованы при обработке деталей из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей, сплавов на основе титана, цветных металлов и некоторых неметаллических материалов.

К титановольфрамовым твердым сплавам относятся следующие марки: Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12, состоящие из карбидов титана и вольфрама и кобальта (связки). Например, в сплаве Т5К12 содержится 12% кобальта, 5% карбидов титана и 83% карбидов вольфрама. Титановольфрамовые твердые сплавы имеют температуростойкость 850 - 900 °С, предел прочности при изгибе 1000 - 1700 МПа, предел прочности при сжатии 4200 МПа, твердость 87-92 НRА. По сравнению с вольфрамовыми сплавами эти сплавы имеют меньший коэффициент теплопроводности. Их применяют для обработки заготовок из углеродистых и легированных сталей.

Титанотанталовольфрамовые твердые сплавы - трехкарбидные. Кроме карбидов титана и вольфрама они содержат еще и карбид тантала. Марки: ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-Б, ТТ20К9. У этих сплавов температуростойкость 750 °С, предел прочности при изгибе 1350-1700 МПа, твердость 87-90 НRА. Например, сплав ТТ7К12 содержит 4% карбидов титана, 3% карбидов тантала, 12% кольбата и 81% карбидов вольфрама.

Титанотанталовольфрамовые твердые сплавы рекомендуются для черновой и получистовой обработки заготовок из сталей (в том числе труднообрабатываемых), а сплав ТТ7К12 - для тяжелого чернового точения стальных поковок и отливок, а также строгания и фрезерования.

При выборе оптимальной марки твердого сплава для конкретной обработки следует иметь в виду, что с увеличением содержания кобальта (связки) увеличивается предел прочности при изгибе, но снижаются режущие свойства сплава. Твердые сплавы с меньшим содержанием кобальта следует рекомендовать для чистовой и получистовой обработки.

С целью экономии вольфрама в инструментальном производстве идет поиск новых инструментальных материалов, не имеющих в своем составе вольфрама. За последние несколько лет для обработки заготовок из конструкционных материалов стали применять так называемые безвольфрамовые твердые сплавы. Эти сплавы делятся на группы на основе:

сложного карбида титана и ниобия (ТМ1 и ТМ3);

карбида титана (ТН-20);

карбонитрида титана (КНТ-16). В качестве связки используют чаще всего никель и молибден.

Безвольфрамовые твердые сплавы несколько уступают традиционным твердым сплавам по прочности, теплопроводности, ударной вязкости, но у них выше окалиностойкость, пониженное адгезионное взаимодействие с обрабатываемым металлом.

Более полно области рационального применения различных марок твердых сплавов представлены в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Область применения твердых сплавов

Марки	Применения
1	2
Для обработки материалов резанием
ВК3	Чистового точения с малым сечением среза, окончательного нарезания резьбы, развертывания отверстий и других аналогичных видов обработки серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (резины, фибры, пластмассы, стекла, стеклопластиков и т.д.). Резки листового стекла.
ВК3-М	Чистовой обработки (точения, растачивания, нарезания резьбы, развертывания) твердых, легированных и отбеленных чугунов, цементированных и закаленных сталей, а также высокоабразивных неметаллических материалов.
ВК4	Чернового точения при неравномерном сечении среза чернового и чистового фрезерования, рассверливания и растачивания нормальных и глубоких отверстий, чернового зенкерования при обработке чугуна, цветных металлов и сплавов, титана и его сплавов.

Продолжение табл. 1.3

1	2
ВК6-ОМ	Чистовой и получистовой обработки твердых, легированных и отбеленных чугунов, закаленных сталей и некоторых марок нержавеющих высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, особенно сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена (точения, растачивания, развертывания, нарезания резьбы, шабровки)
ВК6-М	Получистовой обработки паропрочных сталей и сплавов нержавеющих сталей аустенитного класса, специальных твердых чугунов, закаленного чугуна, твердой бронзы, сплавов легких металлов, абразивных неметаллических материалов, пластмасс, бумаги, стекла. Обработки закаленных сталей, а также сырых углеродистых и легированных сталей при тонких сечениях среза на весьма малых скоростях резания.
ТТ8К6	Чистового и получистового точения, растачивания, фрезерования и сверления серого и ковкого чугуна, а также отбеленного чугуна. Непрерывного точения с небольшими сечениями среза стального литья, высокопрочных, нержавеющих сталей, в том числе и закаленных. Обработки сплавов цветных металлов и некоторых марок титановых сплавов при резании с малыми и средними сечениями среза.
ВК6	Чернового и получернового точения, предварительного нарезания резьбы токарными резцами, получистового фрезерования сплошных поверхностей, рассверливания и растачивания отверстий, зенкерования серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов.
ВК8	Чернового точения при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, строгании, чернового фрезерования, сверления, чернового рассверливания, чернового зенкерования серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Обработки нержавеющих, высокопрочных и жаропрочных труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе сплавов титана.

Продолжение табл. 1.3

1	2
ВК10-ОМ	Черновой и получерновой обработки твердых, легированных и отбеленных чугунов, некоторых марок нержавеющих, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, особенно сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена. Изготовитель некоторых видов монолитного инструмента.
ВК10-М	Сверления, зенкерования, развертывания, фрезерования и зубофрезерования стали, чугуна, некоторых труднообрабатываемых материалов и неметаллов цельнотвердосплавным, мелкоразмерным инструментом.
ВК15	Режущего инструмента для обработки дерева.
Т30К4	Чистового точения с малым сечением среза (типа алмазной обработки); нарезания резьбы и развертывания отверстий незакаленных и закаленных углеродистых сталей.
Т15К6	Получернового точения при непрерывном резании, чистового точения при прерывистом резании, нарезания резьбы токарными резцами и вращающимися головками, получистового и чистового фрезерования сплошных поверхностей, рассверливания и растачивания предварительно обработанных отверстий, чистового зенкерования, развертывания и других аналогичных видов обработки углеродистых и легированных сталей.
Т14К8	Чернового точения при неравномерном сечении среза и непрерывном резании, получистового и чистового точения при прерывистом резании: чернового фрезерования сплошных поверхностей; рассверливания литых и кованных отверстий, чернового зенкерования и других подобных видов обработки углеродистых и легированных сталей.
Т5К10	Чернового точения при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, фасонного точения, отрезки токарными резцами чистового строгания: чернового фрезерования прерывистых поверхностей и других видов обработки углеродистых и легированных сталей, преимущественно в виде поковок, штамповок и отливок по корке и окалине.

Продолжение табл. 1.3

1	2
Т5К12	Тяжелого чернового точения стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и различных неметаллических включений, при неравномерном сечении среза и наличии ударов. Всех видов строгания углеродистых и легированных сталей. Сверления отверстий в стали.
ТТ7К12	Тяжелого чернового точения стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии, песка, шлака и различных неметаллических включений при равномерном сечении среза и наличии ударов. Всех видов строгания углеродистых и легированных сталей. Тяжелого чернового фрезерования и углеродистых и легированных сталей.
ТТ10К8-Б	Черновой и получистовой обработки некоторых марок труднообрабатываемых материалов, нержавеющих сталей аустенитного класса, маломагнитных сталей и жаропрочных сталей и сплавов, в том числе титановых.
ТТ20К9	Фрезерования стали, особенно фрезерования глубоких пазов и других видов обработки, предъявляющих повышенные требования к сопротивлению сплава тепловым и механическим циклическим нагрузкам.
Для оснащения горного инструмента
ВК6	Вращательного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных шпуров и скважин в монолитных и абразивных горных породах.
ВК6-В	Ударно-поворотного бурения шпуров в горных породах. Зарубки крепких каменных углей с незначительным включением твердых пород.
ВК4-В	Бурения электро- и пневмосверлами углей, антрацитов, неокварцованных сланцев, калийных и каменных солей; бурения ручными и колонковыми электросверлами горных пород. Армирования шарошечных долот.

Продолжение табл. 1.3

1	2
ВК8	Вращательного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных шнуров и скважин в трещиноватых абразивных горных породах.
ВК8-ВК	Шарошечного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных скважин в крепких и очень крепких абразивных горных породах.
ВК8-В	Ударно-поворотного, ударно-вращательного и вращательно-ударного бурения шпуров и скважин в крепких горных породах. Зарубки крепких каменных углей с включением твердых пород. Обработки гранитов и подобных по крепости горных пород.
ВК11-ВК	Шарошечного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных шпуров и скважин в вязких, средней твердости и твердых абразивных горных породах.
ВК11-В	Ударно-поворотного, ударно-вращательного, вращательно-ударного бурения шпуров и скважин в очень крепких и абразивных горных породах.
ВК15	Ударно-поворотного, ударно-вращательного бурения шпуров и скважин в высшей степени крепких горных пород. Обработка гранита и других горных пород при работе пневматическими молотками.
ВК3, ВК3-М, ВК4, ВК6, ВК6-М	Сухого волочения проволоки из стали, цветных металлов и их сплавов при небольшой степени обжатия. Быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и измерительного инструмента, работающих без ударных нагрузок.
ВК8	Волочения, калибровки и прессования прутков и труб из стали цветных металлов и их сплавов. Быстроизнашивающихся машин, приборов и измерительного инструмента, работающих при небольших ударных нагрузках.

Окончание табл. 1.3

1	2
ВК10	Волочения и калибровки прутков и труб из стали, цветных металлов и их сплавов при средней степени обжатия. Быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и измерительного инструмента, работающих при ударных нагрузках средней интенсивности.
ВК15	Волочения и прессования прутков и труб из стали при повышенной степени обжатия. Штамповки, высадки, обрезки, вытяжки углеродистых и качественных сталей при ударных нагрузках малой интенсивности.
ВК20	Штамповки, высадки, обрезки углеродистых и качественных сталей при ударных нагрузках средней и высокой интенсивности.
ВК25	Штамповки, высадки, обрезки углеродистых и качественных сталей при ударных нагрузках высокой интенсивности.
ВК10-КС	Штамповки, высадки, вытяжки легированных и специальных сталей и сплавов при ударных нагрузках малой интенсивности
ВК20-КС	Штамповки, высадки, обрезки легированных и специальных сталей и сплавов при ударных нагрузках средней интенсивности.
ВК20К	Объемной штамповки и высадки при обычной и повышенной температурах углеродистых легированных и специальных сталей при ударных нагрузках высокой интенсивности.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 317 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Резание металлов и режущий инструмент