книги из ГПНТБ / Джаджиев, В. К. Прогрессивные инструментальные материалы

ТТК и дающие устойчивую работу без выкрашивания при фаске износа до 0,5 мм.

На основании анализа кривых износа (рис. 1—7) установлено также, что чем более мелкозерниста струк­ тура вольфрамовых сплавов, тем выше их износостой­ кость, особенно при обработке высокопрочных материа­ лов. Примером может служить сплав марки ВК6ОМ,

технологии, что й мелкозернистый сплав ВК6М. После восстановления крупнозернистого вольфрама и вольфра­ мового ангидрида при 900° в две стадии (введения доба­ вок карбидов тантала и ванадия и интенсивного размо­ ла смеси) получают плотную структуру сплава с по­ ристостью 0,1—0,2%.

Преимущество особомелкозернистых сплавов по сравнению со среднезернистыми проявляется тем боль­ ше, чем прочнее обрабатываемый материал.

Опытный сплав ВК6ОМ по сравнению со сплавом

22

ВК.6М, по данным ВНИПТС, в ряде случаев имеет в два раза большую стойкость.

Подтверждением могут служить испытания опытно­ го сплава ВК6ОМ на ряде машиностроительных заводов в процессе чистовой обработки некоторых труднообра­ батываемых жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, в результате которых было выявлено значи­ тельное преимущество сплава ВК6ОМ по сравнению со сплавом ВК6М и ВКЗМ. Наиболее эффективным этот сплав оказался при чистовой обработке с малыми се­ чениями стружки. Опытный сплав ВК6ОМ по сравнению со сплавами ВК6М имеет большую стойкость при прак­ тически одинаковой прочности их.

Благодаря особомелкозернистой плотной структуре сплава ВК6ОМ можно производить заточку и доводку режущих инструментов с наименьшим радиусом округ­ ления кромок. Это обеспечивает получение более высо­ кой чистоты обработанной поверхности и точности раз­ меров. Применение резцов из сплава ВК6ОМ при об­ работке деталей из труднообрабатываемых материалов

При резании поверхностей, имеющих выборки типа шпоночных пазов, сквозные радиальные отверстия, не­ равномерный припуск на обработку и т. д.,. наблюдает­ ся прерывистый процесс резания, при котором нагрузка на инструмент изменяется от 0 до некоторого максимума.

Для того чтобы эффект применения твердосплавных инструментов при прерывистом процессе резания при­ ближался к результатам непрерывного процесса, необ­ ходимы меры, уменьшающие усиленный износ при пре­ рывистом процессе резания.

К числу таких мер можно отнести:

а) выбор марки твердого сплава, обладающего большей устойчивостью к переменным нагрузкам;

Í3

б) создание благоприятных условий первоначально­ го контакта;

в) улучшение геометрии режущих кромок, что дела­ ет их более стойкими против износа.

Вследствие тяжелых условий работы при прерывис­ том резании труднообрабатываемых материалов осо­ бенно большое значение имеет выбор марки твердых сплавов, обладающих повышенным сопротивлением циклическим, механическим и термическим нагрузкам. Для этих условий наиболее удачными являются титано­ танталовольфрамовые сплавы с повышенным содержа­ нием кобальта, например ТТ7К12, хорошо показавшие себя при обработке конструкционных сталей (машинное время на отдельных операциях при строгании сократи­ лось в 2—3 раза).

На рис. 8—11 приводятся экспериментальные дан­ ные, полученные при прерывистом резании труднообра­ батываемых материалов с малыми сечениями среза.

Как уже отмечалось, прерывистый процесс резания требует от материала режущего инструмента повышен­ ной вязкости, термостойкости и усталостной прочности. Наряду с этим сохраняются и требования к износостой­ кости, т. е. сопротивление механическому, диффузионно­ му и адгезионному изнашиванию, особенно при резании жаропрочных сталей и сплавов.

Сопротивление истиранию'и адгезионному изнаши­ ванию в значительной степени определяется прочностью инструментального материала. Требование к формоус­ тойчивости режущей кромки при прерывистых процессах резания также сохраняется, так как, отдавая предпоч­ тение сплавам повышенной вязкости, необходимо пом­ нить, что они обладают и пониженной формоустойчи­ востью. Поэтому в зависимости от условий эксплуата­ ции должно быть найдено оптимальное соотношение этих свойств.

■ Следовательно, главным требованием, предъявляе-

24

мым к режущим инструментам, работающим в условиях прерывистого резания, является прочность режущей кромки. Под режущими свойствами твердых сплавов понимаются показатели эксплуатационной прочности, т. е. прочности в процессе резания.

В качестве таких показателей принята величина по­ дачи, при которой происходит критическое разрушение режущей кромки величиной, не менее 0,5 мм по задней грани.

Испытания каждой марки твердого сплава при пре­ рывистом резании проводили на координатно-расточном станке 2А430 при постоянно увеличивающихся подачах, начиная с минимальной подачи, равной 0,025 мм/об.

После испытания на каждой подаче резцы снимали со станка и просматривали под микроскопом для из­ мерения величины выкрашивания и износа. Затем, ес­ ли выкрашивание или скол не достигали величины 0,5 мм, резцы без переточки вновь подвергались даль­

имевшие выкрашивание, равное 0,5 мм и более, исклю­ чались из дальнейших испытаний.

Условия резания при испытаниях были следующими: обрабатываемый материал — сталь 1Х18Н9Т, диаметр растачиваемого отверстия 20 мм, скорость резания — 45 м/мин; глубина резания — различная; длина прохода равнялась глубине отверстия.

ют резцы из ВК8, наименьший — из ВКЮОМ.

Износ по задней поверхности у сплава ВКЮОМ во всем диапазоне подачи имеет форму правильного тре­ угольника без сколов. Скол наступал лишь при глуби­ не резания более 0,5 мій. Поэтому при растачивании от-

26

верстий в труднообрабатываемых материалах можно рекомендовать особомелкозернистые твердые сплавы с высоким содержанием кобальта (ВКЮОМ и BKI5OM) как наиболее прочные и износостойкие при прерывистом резании.

КРУПНОЗЕРНИСТЫЕ И 0С0Б0КРУПН0-ЗЕРНИСТЫЕ ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

Стальной инструмент, применяемый при высадке крупногабаритных метизов, в большинстве случаев име­ ет низкую стойкость и практически сводит на нет по­ ложительный эффект высокопроизводительных автома­ тов из-за частых простоев, связанных со сменой инстру­ мента.

Применение инструмента, армированного твердым сплавом ВК15, ВК20, ВК25, как правило, ограничива­ ется малыми размерами крепежа: для болтов — не вы­

при нормальной эксплуатации выходит из строя'по раз­ мерному износу и потере канала матрицы.

Высадка крупногабаритных болтов и гаек произво­ дится при значительных ударных нагрузках, поэтому ис­ пользование твердых сплавов стандартных марок неэф­ фективно. В процессе работы инструмент, армированный этими сплавами, выходит из строя из-за разрушения твердосплавных вставок.

Для работы в условиях высоких ударных нагрузок ВНИИТС разработал сплавы особокрупнозернистой структуры ВКЮК, ВК15К и ВК20К. Физико-механи­ ческие свойства сплавов приведены в табл. 5.

Преобладающий размер зерен карбидной фазы у сплавов серии „K“ значительно больше, чем у стан-

27

Т а б л]и ц а 5

дартных сплавов; их прочностные характеристики

(Зиз, Ссж) также больше.

Основным преимуществом особокрупнозернистых сплавов по сравнению со среднезернистыми является то, что они имеют значительно большую величину макси­ мальной деформации до разрушения.

Это преимущество и определяет их повышенную стой­ кость при высоких ударных нагрузках.

Особокрупнозернистые сплавы ВК.ЮК, ВКД5К, ВК.20К обладают повышенной способностью к деформа­ ции, что обеспечивает их высокую сопротивляемость разрушения при ударе.

Сплавы предназначены для работы в условиях боль­ ших ударных нагрузок, например, высадка крупных ме­ тизов, шариков большого диаметра н других деталей диаметром более 14 мм.

Способность твердого тела сопротивляться разруше­ нию от удара характеризуется работой деформации до начала разрушения, которая численно равна работе, требуемой для разрушения тела.

28

Из нескольких твердых тел наибольшей способно­ стью сопротивляться разрушению от удара, при наличии пластической деформации, будет обладать тело, имею­ щее меньшую прочность, но подвергающееся до разру­ шения значительной пластической деформации. Ука­ занное обстоятельство и объясняет высокую сопротив­ ляемость разрушению при ударе особокрупнозернистого сплава ВК20К, имеющего меньшую прочность по срав­ нению со стандартным сплавом ВК20, но значительно превосходящего его величиной пластической деформа­ ции.

Благодаря значительной пластичности сплавов ВК.20 и ВК20К, представляется возможным их обработка ре­ жущим инструментом из ВКЗМ и ВК6ОМ. В зависимо­ сти от необходимой формы рабочего капала применяют либо развертки, либо резцы.

Для обработки твердого сплава инструмент затачи­ вается с передним углом 3—5° и задним 6°, а по калиб­

чить его стойкость, снизить количество переналадок, а следовательно, повысить производительность труда за счет сокращения простоев оборудования.

Стойкость твердосплавного инструмента при высад­ ке крупногабаритных метизов из ВК20К возрастает по сравнению со стальным инструментом в 15—25 раз, а по сравнению со сплавом ВК20 — в 2—3 раза.

59