книги / Резание материалов

содержится 81 % WС, 4 %ТiС и 3 % ТаС, 12 % Со; в сплаве ТT20К9 содержится 71 % WС, 8 % ТiС, 12% ТаС, 9 % Со.

Карбиды вольфрама, титана и тантала являются как бы режущими составляющими. В качестве связки выступает Со. Чем меньше Со в сплаве, тем он более твердый, но более хрупкий, и прочность его ниже.

Теплостойкость их – 800...950 °С; износостойкость выше быстрорежущих примерно в 50 раз.

Вольфрамовые сплавы менее износоустойчивы, чем титановольфрамовые, поэтому их лучше применять для обработки хрупких материалов. Сплавы ВК с меньшим содержанием Со используются для чистовой обработки, сплавы с большим содержанием Со – для черновых операций. Кроме того, сплавы группы ВК рекомендуется применять при обработке закаленных, жаропрочных, коррози- онно-стойких идругих труднообрабатываемыхсталей и сплавов.

Применяемые в настоящее время твердые сплавы делятся на

4группы:

1.Вольфрамовые сплавы группы ВК: ВК3, ВК3-М, ВК4, ВК6,

ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК8 и др. (табл. 11). Буква М означает, что сплав мелкозернистый (величина зерна до 1 мкм), а В – высокопрочный, крупнозернистый, в которых размер зерен 3…5 мкм.

У других марок сплавов этой группы размеры зерен 1…2 мкм. В условном обозначении цифра показывает процентное содержание кобальта. Например, ВК8 обозначает, что в нем 8 % кобальта и 92 % карбидов вольфрама. Буквами ОМ обозначается особо мелкозернистая структура.

2.Титановольфрамовые сплавы группы ТК: Т15К6, Т5К10,

Т30К4, Т14К8, Т5К12, Т60К6 и др. В условном обозначении цифра, стоящая после буквы Т, показывает процентное содержание карбидов титана, после буквы К – кобальта, остальное – карбиды вольфрама.

3.Титанотанталовольфрамовые сплавы группы ТТК:

ТТ7К12, ТТ10К8, ТТ20К9, ТТ8К6 и др. В условном обозначении цифры, стоящие после букв Т, показывают процентное содержание карбидов титана и тантала, после буквы К – кобальта, остальное – карбиды вольфрама.

241

Состав сплавов ТМ-1, ТМ-3, ТН-20, КНТ-16, ТС20ХН приведен в табл. 12. Обозначения этой группы твердых сплавов условные. Во ВНИИинструмент проведены исследования более 30 сплавов, показавшие, что наиболее перспективными с точки зрения практического применения являются твердые сплавы ТН-20 и КНТ-16.

Таблица 1 2

Марки, химический состав и свойства безвольфрамовых твердых сплавов (керметов)

На инструментальных заводах Минстанкопрома освоено промышленное производство резцов, оснащенных пластинами из этих сплавов.

Сплав КНТ-16 состоит из 84 % карбонитрида и 16 % молибденоникелевой связи. Прочность на изгиб b = 1200 МПа,

НRА 89...90.

Сплав ТН-20 состоит из 80 % карбида Тi и 20 % молибденоникелевой связки; b ~ 1100 МПа; НRА – 91.

Разрабатываются новые составы безвольфрамовых твердых сплавов и методы их изготовления. Один из них – метод высокотемпературного самораспространяющегося синтеза (СВС).

Рекомендации по применению твердых сплавов. Сплавы группы ТК более износостойки и имеют повышенную теплостойкость по сравнению с ВК. Сплавы группы ТТК предпочтительно применять для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов. Тантал придает сплаву большую вязкость и прочность. Твердые сплавы с особомелким (субмикронным) зерном имеют повышенную прочность и стойкость. Выпускаются спла-

243

Введение в твердый сплав карбидов тантала или карбидов тантала и ниобия (ТТ10К8-Б) повышает его прочность. Поэтому трех- и четырехкарбидные твердые сплавы применяются для оснащения инструментов, работающих с ударами и по загрязненной корке. Однако температура теплостойкости этих сплавов ниже, чем у двухкарбидных.

Структура твердых сплавов. Стойкость и производитель-

ность твердых сталей определяется их структурой. На практике применяются твердые сплавы с крупной и мелкозернистой структурой (рис. 141).

Рис. 141. Микроструктура твердых сплавов различной зернистости (мкм)

245

группы применяются для чистовой и получистовой обработки деталей из высокопрочных вязких сталей с повышенной склонностью к наклепу.

Незначительное добавление в состав сплавов группы ОМ карбида тантала и кобальта способствует повышению их теплостойкости, что позволяет использовать эти сплавы при изготовлении инструментов, предназначенных для черновой обработки деталей из различных сталей. Весьма эффективна замена карбидов тантала карбидами хрома. Это обеспечивает получение сплавов с мелкозернистой однородной структурой и высокой износостойкостью. Представителем таких материалов является сплав ВК10-XOM.

Сплавы с низким процентным содержанием кобальта (Т30К4, ВК3, ВК4) обладают меньшей вязкостью и применяются для изготовления инструментов, срезающих тонкие стружки на чистовых операциях. Наоборот, сплавы с большим содержанием кобальта (ВК8, Т14К8, Т5К10) являются более вязкими и применяются при снятии стружек большого сечения на черновых операциях.

Работоспособность твердых сплавов значительно возрастает при нанесении на них износостойких покрытий.

Новая маркировка твердых сплавов. В настоящее время около 120 инструментальных заводов в мире производят более 2500 сортов твердых сплавов для режущего инструмента. Твердые сплавы у нас в стране и за рубежом маркируются по международному стандарту ИСО 513:2004 по группам обрабатываемости и группам применения относительно групп обрабатываемых материалов и условий обработки.

Шесть групп обрабатываемости обозначаются буквами разных цветов Р, М, К, N, S, H и указывают вид обрабатываемых материалов. Увеличение индекса группы применения 01, 10, 20, 30, 40 соответствует увеличению прочности и уменьшению износостойкости твердого сплава (табл. 13, 14).

247

Окончание табл. 14

Обозначение твердых сплавов строго регламентировано по цвету и буквам. Буква Р (синий цвет) подразумевает применение твердых сплавов для обработки конструкционных и углеродистых сталей. Буква М (желтая) указывает на обработку более прочных нержавеющих сталей. Буква К (красная) обозначает твердые сплавы для обработки чугунов, буква N (зеленая) – твердые сплавы для обработки цветных металлов; буква S (оранжевая) – твердые сплавы для резания жаропрочных и титановых сплавов. Буква Н (серая) указываетнаобработку закаленных сталей и твердых сплавов.

Каждая группа обрабатываемости подразделяется по своим прочностным параметрам на подгруппы применения, которые обозначаются индексами от 01 до 50. Чем больше индекс в группе, тем меньше износоустойчивость данного твердого сплава, ниже уровень скоростей резания, но выше прочность и кромкостойкость при прерывистом резании. У каждой зарубежной фир- мы-производителя принято свое обозначение товарной марки инструментального материала, которое не расшифровывается.

Обозначение пластин твердых сплавов по размерам и геометрии согласно стандартам ИСО. Как уже говорилось, в на-

стоящее время в мире работает около 120 инструментальных заводов, которые производят более 2500 сортов твердых сплавов для режущего инструмента. В России принята международная система классификации пластин твердого сплава по конструктивным и геометрическим параметрам. На рис. 143 приведен пример записи обозначения пластин твердых сплавов по размерам и геометрии согласно стандартам ИСО 513: 2004.

249