Твёрдые сплавы для обработки металлов резанием. Каталог и инструкции №17

Коллектив авторов

ВНИИТС, 1985 г.

ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЙ ИНСТРУМЕНТ — ОСНОВА УСПЕХА ПРИ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ

Современное машиностроительное производство предъявляет к режущим инструментам очень жесткие требования в отношении точности и постоянства размеров обрабатываемых деталей и высокой стойкости металлообрабатывающего инструмента. Эти качества может дать' лишь высокопроизводительный инструмент, могущий работать длительное время без практически ощутимого износа при высоких скоростях резания, при больших температурах, возникающих в процессе резания металлов, при работе с охлаждением или совсем без охлаждения, и обладающий достаточно высокой эксплуатационной прочностью.

Хорошее качество поверхности обрабатываемого металла, минимальный расход электроэнергии на единицу продукции, большая производительность оборудования в процессе обработки, низкая стоимость продукции металлообработки также обеспечиваются свойствами металлорежущего инструмента.

Таким металлорежущим инструментом, наиболее современным, выгодным и эффективным, является инструмент из металло-керамических твердых сплавов.

СОВРЕМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО НЕВОЗМОЖНО БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

Исключительно ценные свойства твердых сплавов: высокая твердость, большая износостойкость и достаточная прочность позволяют обрабатывать с высокой производительностью различные материалы, как металлические, так и неметаллические, обеспечивая при этом высокую чистоту и точность обрабатываемых поверхностей.

Высокие режущие свойства твердых сплавов позволяют производить обработку деталей с большими скоростями резания, при больших сечениях среза.

Высокое сопротивление износу позволяет применять твердые сплавы с большой эффективностью как в качестве инструментального материала для изготовления различных видов режущего инструмента, так и в качестве конструкционного материала для деталей машин, механизмов и приспособлений, подвегаю-щихся, по роду своей работы, сильному износу.

Твердые сплавы рекомендуются для применения всюду, где требуются высокие твердость, сопротивление сжатию и сопротивление износу (истиранию) как при нормальных, так и при высоких температурах.

Применяя твердые сплавы, предприятия получают большую экономию за счет сокращения расхода инструмента, повышения производительности труда и станочного оборудования и снижения стоимости обработки.

ЧТО ТАКОЕ ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

Металлокерамические твердые сплавы состоят из тончайших зерен карбидов тугоплавких металлов — вольфрама, титана и тантала, сцементированных вспомогательным металлом — кобальтом.

Эти сплавы были названы металлокерамическими потому, что исходными материалами для них являются порошки металлов, а технология производства (формование изделий и последующее их спекание) сходна с технологией производства керамических изделий (глиняных, фарфоровых и др.).

В металлокерамических твердых сплавах карбиды тугоплавких металлов содержатся в количестве 70—98 °/о ι являясь их основной составной частью. Благодаря карбидам сплавы приобретают высокую твердость и стойкость при износе. Однако сами по себе карбиды очень хрупки и получить прочный сплав из одних только карбидов не представляется возможным. Вспомогательный металл выполняет функции цемента: связывая частицы карбидов, он придает сплаву достаточную прочность и вязкость.

Специфическим свойством металлокерамических твердых сплавов является их высокая теплостойкость, т. е. способность сохранять твердость при высоких температурах (до 900—1000°), возникающих в процессе обработки металлов, в отличие от быстрорежущей стали, теряющей свою твердость и режущие свойства при 600°.

Технологический процесс изготовления металлокерамических твердых сплавов заключается в том, что из порошкообразной смеси карбидов тугоплавких металлов и кобальта прессуют нужные изделия, которые затем спекают при температурах значительно ниже температуры плавления исходных карбидов. Изменяя соотношения компонентов в твердых сплавах и микроструктуру (величину карбидных составляющих) получают марки твердых сплавов с различными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, определяющими различные области их применения.

ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР ТВЕРДОГО СПЛАВА ОПРЕДЕЛЯЕТ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНСТРУМЕНТА

Металлокерамические твердые сплавы, выпускаемые в Советском Союзе подразделяются на три группы:

1)группу вольфрамовых твердых сплавов, состоящих из зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом;

2) группу титановольфрамовых твердых сплавов, состоящих из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом, или только из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана, сцементированных кобальтом;

3) группу титанотанталовольфрамовых твердых сплавов, состоящих из зерен твердого раствора карбид титана — карбид тантала — карбид вольфрама и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом.

Вольфрамовая группа твердых сплавов предназначается для обработки чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Титановольфрамовая группа сплавов предназначается для всех видов обработки сталей. Назначение титанотанталовольфрамовых сплавов — особо тяжелые случаи обработки сталей.

Каждая группа твердых сплавов подразделяется в свою очередь на марки, различающиеся между собой по химическому составу и физико-механическим и эксплуатационным свойствам.

Некоторые марки сплавов, имея одинаковый химический состав, отличаются размером зерен карбидных составляющих, что определяет различие их физико-механических и эксплуатационных свойств, а отсюда и областей их применения.

Вольфрамовая группа твердых сплавов содержит 14 марок, титановольфрамовая — 5 марок и титанотанталовольфрамовая группа — 1 марку сплава.

Титановольфрамовую марку твердого сплава Т5К12В и титанотанталовольфрамовую марку ТТ7К12 называют еще марками сплавов «промежуточного» типа. Называются они так потому, что по своим режущим свойствам эти сплавы находятся между быстрорежущей сталью и маркой твердого сплава Т5К10, предназначенной для черновой обработки сталей, заполняя пробел по срочности и износостойкости между этими видами инструментальных материалов.

Свойства марок твердых сплавов рассчитаны таким образом, чтобы выпускаемый ассортимент мог в максимальной степени удовлетворить потребности, могущие возникнуть в современном производстве.

Правильный выбор марок твердых сплавов для выполнения той или другой работы чрезвычайно важен и является одним из основных факторов, обеспечивающих получение надлежащей эффективности от применения твердых сплавов.

При выборе марки сплава следует учитывать:

1. Физико-механические и эксплуатационные свойства твердых сплавов;

2. Характеристику обрабатываемого материала;

3. Вид и условия обработки;

4. Характер требований, предъявляемых к точности, обработанных поверхностей;

5. Состояние станка и его кинематические и динамические данные.

В помещаемых ниже таблицах приводятся данные о химическом составе и физико-механических свойствах твердых сплавов в соответствии с ГОСТ 3882—61, сравнительных эксплуатационных свойствах марок сплавов и рекомендации по выбору стандартных марок твердых сплавов для различных видов обработки резанием металлов и неметаллических материалов.

При ознакомлении с номенклатурой марок твердых сплавов нужно иметь в виду, что обозначение марок в Советском Союзе построено по следующему принципу:

Марки сплавов вольфрамовой группы, содержащие карбид вольфрама и кобальт, обозначаются буквами ВК, после которых цифрами указывается процентное содержание в сплаве кобальта. Таким образом, например, сплав ВК6 содержит 6% кобальта и, следовательно, 94% карбида вольфрама. Кроме того, в этой группе,, к обозначению крупнозернистых марок твердых сплавов (величина зерен 3—5 мк) добавляется буква В, например, ВК6В, а к обозначению мелкозернистых марок сплавов (величина зерен 0,5—1,5 мк) — буква М, например, ВК6М.

Сплавы титановольфрамовой группы, имеющие в своем составе карбид титана, карбид вольфрама и кобальт обозначаются буквами ТК, причем после буквы Τ указывается цифрами процентное содержание карбида титана, а после буквы К — содержание кобальта. Например, сплав Т15К6 содержит 15% карбида титана, 6% кобальта и остальное, т. е. 79%, карбида вольфрама.

Сплавы титанотанталовольфрамовой группы, содержащие карбиды титана, тантала и вольфрама, а также кобальт, обозначаются буквами ТТК, причем после букв ТТ указывается суммарное процентное содержание карбидов титана и тантала, а после буквы К — процентное содержание кобальта. Таким образом сплав ТТ7К12 содержит 7% карбидов титана и тантала, 12% кобальта и остальное, 81%, — карбида вольфрама.