2020-06-10
190
Металлокерамические сплавы значительно превосходят быстрорежущие и другие инструментальные стали по твердости (HRC 70—80 см, рис.2), износостойкости, а также по теплопрочности (900—1000°С), но уступают сталям по прочности на изгиб и являются хрупкими. Структура сплавов состоит из частиц очень твердых и тугоплавких карбидов WC, TiC, ТаС, равномерно распределенных в мягкой эвтектике на основе кобальта. С увеличением содержания кобальта снижаются твердость и износостойкость, но повышается прочность сплавов.
Рис. 2. Зависимость твердости различных инструментальных материалов от температуры:
1 — углеродистая сталь; 2—быстрорежущая сталь; 3 — твердый сплав
Твердые сплавы содержат смесь зерен карбидов, нитридов, карбонитридов тугоплавких металлов в связующих материалах. Стандартные марки твердых сплавов выполнены на основе карбидов вольфрама, титана,тантала. В качестве связки используется кобальт. В зависимости от назначения и условий работы инструментов применяют однокарбидные сплавы системы WC—Со(ВКЗ, ВК6 и др.); двухкарбидные сплавы WC— TiC—Со (Т30К4, Т15К6 и др.); трехкарбидные сплавы WC—TiC—ТаС—Со (ТТ7К12 и др.) В обозначении марок сплавов буква В означает WC, Τ с последующим числом — % TiC; ТТ с цифрой—%TiC+TaC; К с цифрами—% Со. Содержание WC не указывают: % WC= 100— % Со — % TiC—% (TiC+TaC).
По сравнению со сплавами типа ВК двухкарбидные сплавы имеют повышенную вязкость, трехкарбидные — повышенную износоустойчивость, вязкость, хорошо сопротивляются вибрациям.
Металлокерамические сплавы получают методами порошковой металлургии. Карбиды и кобальт размалывают до порошкообразного состояния, составляют смесь, тщательно перемешивают, прессуют в преесформах и спекают при 1400—1500° С. Полученные пластинки шлифуют и припаивают к державкам инструментов или крепят механическим способом. В металлообработке стандартом ISO выделены три группы применяемости твердосплавного режущего инструмента: группа Р - для обработки материалов, дающих сливную стружку; группа К - стружку надлома и группа М - для обработки различных материалов (универсальные твердые сплавы). Каждая область разделяется на группы и подгруппы.
Твердые сплавы, в основном, выпускаются в виде различных по форме и точности изготовления пластин: напайных (наклеиваемых) - по ГОСТ 25393-82 или сменных многогранных - по ГОСТ 19043-80 - 19057-80 и другим стандартам. Многогранные пластины выпускаются как из стандартных марок твердых сплавов, так и из этих же сплавов с однослойными или многослойными сверхтвердыми покрытиями из TiC, TiN, оксида алюминия и других химических соединений. Пластины с покрытиями обладают повышенной стойкостью. К обозначению пластин из стандартных марок твердых сплавов с покрытием нитридов титана добавляют - маркировку букв КИБ (ТУ 2-035-806-80), а к обозначению сплавов по ISO - букву С. Выпускаются также пластины и из специальных сплавов (например, по ТУ 48-19-308-80). Сплавы этой группы (группы "МС") обладают более высокими режущими свойствами. Обозначение сплава состоит из букв МС и трехзначного (для пластин без покрытий)или четырехзначного (для пластин с покрытием карбидом титана) числа:
1-я цифра обозначения соответствует области применения сплава по классификации ISO (1 - обработка материалов, дающих сливную стружку; 3 - обработка материалов, дающих стружку надлома; 2 - область обработки, соответствующая области М по ISO);
2-я и 3-я цифры характеризуют подгруппу применяемости, а 4-я цифра - наличие покрытия. Например, МС111 (аналог стандартного Т15К6), МС1460 (аналог стандартного Т5К10) и т.д.
Кроме готовых пластин выпускаются также заготовки в соответствии с ОСТ 48-93-81; обозначение заготовок то же, что и готовых пластин, но с добавлением буквы З.
Безвольфрамовые твердые сплавы широко применяются как материалы, не содержащие дефицитных элементов. Безвольфрамовые сплавы поставляются в виде готовых пластин различной формы и размеров, степеней точности U и М, а также заготовок пластин. Области применения этих сплавов аналогичны областям использования двухкарбидных твердых сплавов при безударных нагрузках.
