Совершенствование вольфрама-кобальтовых твердых сплавов (WC-Co) связано с разработкой сплавов особомелкозернистой (размер зерна ρ≈1 мкм) (например, ВК3-М и ВК6-М) и ультрамелкозернистой структуры (размер зерна ρ≈0,1-0,5 мкм) (например, ВК6-ОМ и ВК10-ОМ, ВК10-ХОМ), созданием сплавов со связками повышенной прочности и теплостойкости (например, ВРК15). Уменьшение размера зерен обеспечивается добавками карбида тантала (около 2%), ванадия (0,1%) и хрома, которые препятствуют росту зерен карбида вольфрама при спекании.
Использование твердых сплавов ультра- и особомелкозернистой структуры позволяет получить радиус округления режущих кромок инструмента в пределах 5-10 мкм, что соответствует радиусу округления для инструмента из углеродистой и быстрорежущей сталей и обеспечивает получение более малой высоты микронеровностей обработанной поверхности и размерной точности. Кроме того, такие сплавы имеют более высокую однородность зерен по объему, что делает ультра- и особомелкозернистые сплавы наиболее пригодными для изготовления мелкоразмерного цельнотвердосплавного инструмента (сверла, концевые фрезы, резьбонарезной инструмент и т.д.).
Как разрезать твердый сплав? Смотрим…
Титановольфрамовые твердые сплавы.
Титановольфрамовые сплавы (ТК) состоят из карбидов WC, сложного карбида TiWC и кобальта. Сплавы данной группы выпускают главным образом для оснащения инструментов при обработке резанием сталей, дающих сливную стружку. По сравнению со сплавами ВК они обладают большей стойкостью против окисления, твердостью и теплостойкостью (теплостойкость сплавов ТК~900оС, сплавов ВК~800оС), в то же время имеют меньшую теплопроводность и электропроводность, а также меньший модуль упругости. Высокая твердость твердых сплавов данной группы связана с более высокой твердостью карбида (Ti,W)C по сравнению с карбидом WC.
Сплавы ТК имеют повышенную способность сопротивляться адгезионно-усталостному изнашиванию благодаря более высокой температуре схватывания со сталью по сравнению со сплавами ВК.
Содержание карбида титана колеблется в пределах 5-30%, кобальта от 4 до 10%, например, Т5К10, Т14К8, Т15К6.
Так же, как и у сплавов WC-Co, с ростом содержания кобальта предел прочности при изгибе и сжатии, а также ударная вязкость у сплавов ТК увеличивается, а твердость и износостойкость снижаются.
Титано-тантало-вольрамовые твердые сплавы
Промышленные титано-тантало-вольфрамовые твердые сплавы (сплавы ТТК) состоят из трех основных фаз: карбида вольфрама WC, сложного карбида (Ti, W, Ta)С, кобальта.
Введение в сплавы карбида тантала улучшает их физико-механические и эксплуатационные свойства, что выражается в увеличении прочности при изгибе и твердости, снижает ползучесть, существенно повышает предел усталости трехфазных сплавов при циклическом нагружении, а также повышает термостойкость и стойкость против окисления на воздухе.
Сплавы ТТК рекомендуют для тяжелой обработки, резания труднообрабатываемых материалов, сталей и чугунов при значительном термомеханическом нагружении инструмента, а также операций прерывистого резания, особенно фрезерования, отличающихся переменным сечением среза и циклическими термомеханическими нагрузками на режущую часть инструмента.
Сравнение твердых сплавов вк-8
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Твердые сплавы вольфрамовой группы предназначаются для обработки хрупких материалов, например чугуна, бронзы и других металлов. В настоящее время находят широкое применение твердые сплавы с более мелкозернистой структурой — ВК. [3]
Твердые сплавы вольфрамовой группы применяются для обработки хрупких металлов, например чугуна, бронзы, закаленной на RC 55 — i — 64 стали. Твердые сплавы вольфрамотитановой группы применяются дли обработки стали. Пластинки твердого сплава выпускаются различной формы и размеров. [4]
Инструменты из твердых сплавов вольфрамовой группы ВК6М, ВК8, состоящих из зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом, применяют для обработки зубчатых колес из чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов. [5]
Зуборезные инструменты из твердого сплава вольфрамовой группы ВК6М, ВК8 применяют для обработки зубчатых колес из чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов. Стальные зубчатые колеса до модуля примерно 2 5 мм обрабатывают фрезами из сплавов титановольфрамовой группы Т5К10, Т15К6, ТЗОК4, ТЗОК8, со скоростью резания 200 — 300 м / мин. [6]
Зуборезные инструменты из твердого сплава вольфрамовой группы ВК6М, ВК8 применяют для обработки зубчатых колес из чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов. [7]
Резцы, оснащенные пластинками из твердых сплавов вольфрамовой группы , используют для обработки чугунов, цветных металлов и сплавов, ВК8 — для обдирочной обработки, ВК6 — для чистовой. [8]
В результате испытаний, проведенных при нарезании резьбы на жаропрочном сплаве ЭИ765 ( шаг резьбы 5 3 мм, поперечная подача t 0 3 мм), установлено, что для обработки высокопрочных сплавов могут быть использованы твердые сплавы только вольфрамовой группы . Титановольфрамовые сплавы здесь совершенно не пригодны, так как стойкость резцов не превышает 3 мин. Сплав ВКЗ при высокой износостойкости показывает повышенную хрупкость и поэтому здесь мало пригоден. [9]
Твердые сплавы вольфрамовой группы имеют наибольшую прочность, но более низкую твердость, чем сплавы других групп. [10]
Основным инструментальным материалом для изготовления цилиндрических фрез является быстрорежущая сталь. Иногда применяются также твердые сплавы вольфрамовой группы . [11]
Сравнительные испытания твердосплавных резцов при точении титановых сплавов показывают ( фиг. Это объясняется более высокой циклической прочностью твердых сплавов вольфрамовой группы , а также химическим сродством твердых сплавов титано-кобальтовой группы с обрабатываемым материалом — титановыми сплавами, вследствие чего происходит взаимодействие между контактными поверхностями резца и обрабатываемого металла. [12]
Твердосплавные зуборезные инструменты имеют высокую твердость ( HRA 87 — 92), большую теплостойкость ( до 800 — 1000 С) и износостойкость, работают на скорости резания 100 — 300 м / мин. Недостаток твердосплавного инструмента — повышенная хрупкость, что вызывает выкрашивание режущей кромки. Инструмент из твердых сплавов вольфрамовой группы ВК6 — М, ВК8 применяют при обработке зубчатых колес из чугуна и цветных металлов. Сплавы титановольфра-мовой группы Т5К10, Т14К8, Т15К6 используют при черновой обработке зубьев стальных зубчатых колес среднего и крупного модуля дисковыми модульными фрезами и чистовом зубонарезании мелкомодульных колес. [13]
Источник: www.ngpedia.ru
Твердые сплавы
К твердым сплавам относится отдельная группа соединений, которые способны сохранять свои свойства при достаточно высоких температурах, длительном механическом воздействии на другие материалы. Даже при достижении температуры в 1150 °C твердый сплав сохраняет все физические и механические свойства.
Они изготавливаются из тугоплавких металлов, обладающих повышенной твердостью.
Характерные особенности и маркировка
Характерной особенностью получения подобных соединений является применение специфических технологических процессов. Таким процессом является специальное прессование. Он осуществляется тщательным перемешиванием металлических порошков с добавлением порошкового кобальта. Затем производится процесс так называемого термического спекания.
Применяют высокотемпературное сплавление специальной шихты. Такая шихта состоит из большого числа компонентов. В нее входят: вольфрам, кобальт, битое стекло, кокс, легирующие добавки, например, хром. Для идентификации всего многообразия таких соединений, ГОСТ установлена следующая маркировка твердых сплавов.
Марки твердых сплавов состоят из заглавных букв русского алфавита и набора цифр. Каждая буква несет свою смысловую нагрузку. В качестве примера можно привести следующие марки:
Международная классификация ИСО все отечественные сплавы, зарубежные аналоги разделила на области применения. Эта классификация обозначается буквами латинского алфавита, которые указывают на обрабатываемый материал:
- Н – используются для закаленной стали;
- К – для всех видов чугуна;
- М – применяется для нержавеющей стали;
- N –используется для металлов, относящихся к категории цветных металлов или их соединений;
- P –отдельной категории отливок, у которых формируется так называемая сливная стружка;
- S – для металлов и соединений с повышенными жаропрочными характеристиками.
Классификация
Многообразие подобных материалов требует четкого разделения по характерным особенностям. Классификация твердых сплавов производится по таким признакам:
- составу химических элементов (наименованию, процентному содержанию);
- по технологии производства;
- области применения.
По присутствующим химическим элементам их делят на следующие категории:
- вольфрамокобальтовые (маркировка ВК);
- титановольфрамокобальтовые (ТК);
- титанотанталовольфрамокобальтовые (ТТК).
По применяемым технологиям получения разделяют на: спекаемые, литые, порошкообразные. Спекаемые, состоят из карбидов. Делятся на три группы:
- однокарбидные (карбид вольфрама);
- двухкарбидные (включающие карбиды двух металлов: титана и вольфрама);
- трехкарбидные (сваренные из трех элементов).
По процентному содержанию каждого элемента их делят на следующие группы. К первой относятся материалы, состоящие из карбида вольфрама и кобальт. Они имеют обозначения ВК. К этой многочисленной группе относятся сплав: ВК4, ВК3М, ВК6М. очень популярным является твердый сплав ВК8 и ВК3. Расшифровывается ВК3 так же, как и все вольфрамовые сплавы.
Вторая объединяет титановольфрамовые сплавы. Имеет аббревиатуру ТК. К ней относятся: Т5К10, Т14К8. Третья включает все титанотанталовольфрамовые сплавы. Обозначают ТТК. Например, ТТ7К12 и другие. Четвертая, объединяет материалы, у которых имеется износостойкое покрытие. Они обозначаются аббревиатурой ВП. В нее входят: ВП3115, ВП3325.
В основу каждого из них заложена основа известного сплава. Например, у ВПЗ115 основа – ВК6.
Вольфрамосодержащие твердые сплавы
Их маркируют следующим образом — ВК6, ВКЗМ, ВК6М, ВК8. Основной областью применения является изготовление режущего инструмента. Сплав ВК8 применяется для изготовления резцов. Он позволяет обрабатывать чугун. Используют для производства инструмента, способного осуществлять так называемую безстружковую обработку материалов.
Титановольфрамосодержащие твердые сплавы
Из марок Т5К10, Т14К8, Т15К6 изготавливают инструмент для высокоскоростной обработки различных видов стали. С их помощью обрабатывают металлы, различные соединения с повышенными показателями твердости и теплостойкости.
Самым характерным примером подобного инструмента являются различного рода резцы и буровые колонки.
Характеристики твердых сплавов
Характеристики определяют их свойства и область применения. К ним относятся:
- допустимая прочность, которая проверяется при помощи изгиба (изменяется от 1200МПа ВК2, до 2150 МПа для сплава ВК25);
- твердость (возрастает от 89,5HRA — ВК3, достигает величины 91 HRA — ТТ20К9);
- плотность (этот показатель колеблется от 14,9г/см 3 до 15,2г/см 3 );
- реализуемая теплопроводность — около 51 Вт/(м×°С);
- жаропрочность;
- коррозийная стойкость.
Приведенный перечень характеристик позволяет определить область использования.
Области применения
Из них изготавливают оснастку к металлорежущим станкам, бурильному оборудованию.
Перечень основных направлений использования выглядит следующим образом:
- изготавливают сверла, фрезы, резцы и другой инструмент металлорежущий инструмент;
- отдельные детали мерительного инструмента;
- изготовление специальных клейм, различных штампов;
- инструментов для вырубки;
- отдельных элементов станков для волочения и проката;
- инструменты для горнодобывающей техники;
- элементы износостойких подшипников;
- напыление на стальные корпуса подшипников;
- оборудование для рудообогатитегтных фабрик;
- напыление на поверхности деталей из более мягких материалов. Это позволяет значительно улучшить твердость, жаропрочность, коррозийную стойкость.
Источник: sterbrust.tech