Твердые сплавы с износостойкими покрытиями

ТАБЛИЦА 3

Безвольфрамовые (титановые) твердые сплавы

Из рассмотренных групп инструментальных материалов видно, что их основу составляют карбиды вольфрама. Около 60-70% от всего добытого вольфрама идет на изготовление режущих инструментов. Однако запасы вольфрама в природе весьма ограничены. Кларк содержания вольфрама в земной коре крайне низок - около 1, что в 8-10 раз меньше, чем многих редкоземельных элементов. Дефицит вольфрама в производстве инструментальных материалов послужил толчком к поискам его заменителей. Работы в этом направлении привели к созданию безвольфрамовых твердых сплавов, в которых вместо карбидов вольфрама используются карбиды и карбонитриды титана, а в качестве связки используется никель-молибденовый сплав.

Среди отечественных безвольфрамовых твердых сплавов наибольшее распространение получили сплавы марок ТН-20 и KHT-16. Состав и основные физико-механические свойства этих сплавов приведены в таблице 3.

Безвольфрамовые твердые сплавы качественно отличаются по химическому составу от традиционных вольфрамосодержащих сплавов. Для них характерно повышенное содержание связки,что вызывает пластическое деформирование режущего клина при работе с высокими скоростями резания и силовыми нагрузками. Эти сплавы значительно хуже шлифуются, чем обычные сплавы, склонны к трещинообразованию при напайке и заточке. Сплавы ТН-20 и KHT-16 не являются универсальными и не могут полностью вытеснить вольфрамосодержащие сплавы. Сплав ТН-20 является эффективным заменителем сплавов Т30К4 и T15K6 при чистовом непрерывном точении незакаленных конструкционных сталей. Сплав KНT-16 может заменить сплавы T14K8, T15K6 при прерывистых процессах обработки тех же сталей.

Повысить износостойкость твердых сплавов, а, следовательно, и сократить их расход можно за счет нанесения тонких покрытий TiC, TiCN, Al₂О₃. Это целесообразно применять при изготовлении многогранных неперетачиваемых пластинок из твердых сплавов. Покрытия наносятся на специальных установках методом осаждения из газовой фазы или термодиффузионным способом как правило на прочные марки сплавов ВК6, ВК8, TT7K12, ТТ10К8Б. Толщина покрытия не превышает 5-10 мкм. При большей толщине покрытия происходит "охрупчивание" сплава, что снижает эффективность покрытия. В сплавах с покрытием сочетается высокая твердость и износостойкость покрытий на контактных поверхностях инструментов с высокой прочностью основы, что удовлетворяет главным требованиям, предъявляемым к инструментальным материалам. Такое мероприятие позволяет создать более универсальные марки сплавов в смысле областей их применения и сократить номенклатуру твердых сплавов.

За рубежом освоено промышленное нанесение многослойных покрытий на режущие пластины, что повышает их эксплуатационные характеристики.