9.Твердые сплавы

Эти сплавы получают методом порошковой металлургии в виде пластинок или коронок путем спекания их в электрических печах при температуре 1773К. Основными компонентами таких сплавов являются карбиды вольфрама WC, титана TiC, тантала TaC, а связующим элементом – кобальт Co.Прочность твердых сплавов возрастает при воздействии на них перед спеканием ионизированного или радиоактивного излучения. Теплоустойчивость определяется температурой плавления карбидов компонентов, входящих в твердый сплав. Режущие свойства твердых сплавов не изменяются при нагреве до 1273…1323К.Поэтому они применяются для обработки твердых и даже закаленных сталей и таких неметаллических материалов как стекло ,пластмасса, фарфор и др. Недостатком твердых сплавов является их хрупкость. Различают три группы сплавов: 1) однокарбидные, или вольфрамокобальтовые – ВК2 (98%WC+2%Co),ВК3,ВК4,ВК4В, ВК6М(М – мелкозернистая структура, ОМ – очень мелкозернистая структура, В – крупнозернистые сплавы ) и др.2) двухкарбидные или титановольфрамокобальтовые Т5К10(85%WC+10%Со+5%TiC), Т5К12В,Т14К8 (Со, К – кобальт;ТiC, Т – карбид титана; WC – карбид вольфрама) и др. 3) трехкарбидные или танталотитановольфрамокобальтовые ТТ7К12 (12%кобальта,карбид тантала и титана (TaC+TiC)7%),ТТ10К8Б(3%TiC+7%(TaC+NeC)+82%WC+8%Co).сплавы с небольшим содержанием кобальта(ВК2,ВК4) обладают меньшей вязкостью и применяются для инструментов, срезаемых тонкий слой стружки на чистовых операциях. Сплавы, имеющие большое содержание кобальта (ВК8) являются более вязкими и применяются при снятии стружек большого сечения на черновых операциях. Введение в твердый сплав карбидов тантала или карбидов тантала и ниобия повышает его прочность. Для инструментов, работающих с ударными нагрузками, разработаны крупнозернистые и особо крупнозернистые сплавы, которые по сравнению со сплавами ВК15,ВК20 и ВК25 имеют более высокие значения прочности и поэтому обеспечивают высокую стойкость инструмента. С целью экономии вольфрама в некоторых случаях твердые сплавы на основе карбида вольфрама заменяют безвольфрамовыми сплавами. Следует отметить сплав ТМ на основе карбида титана с добавкой карбида ниобия на никелево-молибденовой основе, кот. иногда превышает стойкость сплава Т30К4. ТМ-3 (64% TiC+NбС(карбид титана+карбид ниобия),21%Ni(никель),15%М(молибден)),ТН-20(TiC+NбC+ нитрит титана79%,Ni15%,М6%).К недостаткам следует отнести: невысокую прочность, вследствие чего они применяются при высоких скоростях резания на чистовых операциях. Необходимо отметить, что эффективное использование твердосплавного инструмента всех рассматриваемых групп и марок достигается при определенных условиях его эксплуатации и заточки. К важным из них относятся: высокая жесткость оборудования, широкий диапазон скоростей и подач, алмазная заточка и переточка, правильное использование СОЖ и др.

10.Минералокерамика и керметы

Из новых инструментальных материалов заслуживает внимания минералокерамика, которая не содержит дорогостоящих и дефицитных элементов. Основу ее составляют оксиды алюминия Al₂O₃ с небольшой добавкой(0,5…1%) оксида магния MgO. Высокая твердость менералокерамики, теплостойкость до 1200⁰С, сопротивление окислению во многом превосходят эти же параметры тв-х сплавов. Однако минералокерамика уступает этим сплавам по теплопроводности, имеет более низкий предел прочности на изгиб. Современная минералокерамика по прочности приближается к наиболее износостойким твердым сплавам. Ее можно разделить на три группы:1) чисто оксидная керамика, основу которой сост-т оксид алюминия с незначительными примесями (Al₂O₃ – до 99,7%).2) керамика, представляющая собой оксид алюминия с добавлением металлов (титан, ниобий и др.)3) оксидно-карбидная керамика – оксид алюминия с добавлением карбидов тугоплавких металлов для повышения прочностных свойств и твердости.

В промышленности используется минералокерамика марки ЦМ 332 в виде пластин различных форм. Инструмент, оснащенный такими пластинками, допускает высокие скорости резания с обеспеч-м его высокой размерной стойкости. Также выпускается следующая оксидная керамика ВО-13 и оксидно-карбидная В3,ВОК-60,ВОК-63, в состав кот. входит до 40% карбида титана, вольфрама и молибдена. Инструменты, оснащенные минералокерамикой , можно использовать для чистовой обработки конструкционных, легированных, жаропрочных и других сталей на чистовых операциях или при отсутствии ударных нагрузок.

В настоящее время находят применение улучшенные минералокерамические сплавы или керметы, состоящие из соединения окиси алюминия и сложных карбидов вольфрама и молибдена. Состав кермета: Al₂O₃ и 40%(МО₂С+WC). Эти материалы получаются методом спекания в печах в среде водорода при температуре 2133…2153К.