Твердые сплавы. Характеристики, область применения, марки
Твёрдые сплавы ГОСТ 3882 – 74. Состоят из твёрдых тугоплавких соединений, таких как карбиды и карбонитриды: Ti, W, Ta, и связывающей фазы: Co, Ni, Mo. Данную группу материалов получают методом порошковой металлургии, твёрдые сплавы сохраняют работоспособность при t ْ С = 800 - 1000 ْ С, что позволяет вести обработку в диапазоне скоростей резания 100 – 300 м/мин (до 600 м/мин)
Свойства: определяются соотношением твёрдой и связующей фазы, чем больше процентное содержание карбидов, тем выше твёрдость и теплостойкость, но ниже прочность.
Так же оказывает влияние на свойства размер зёрен, чем больше размер зерён, тем выше прочность твёрдого сплава. Чем меньше размер зёрен, тем выше твёрдость и износостойкость. Кроме того, мелкозернистая структура позволяет достичь меньших радиусов скругления режущих кромок, что повышает качество обработанных деталей.
Недостатком твёрдых сплавов является плохое сопротивление изгибающим нагрузкам, но твёрдые сплавы хорошо работают на сжатие (такой же, как у инструментальных сталей). Твёрдость у твёрдых сплавов измеряется в HRA (а в HRC это 75-80).
2.1. Вольфрамовые или однокарбидные состоят из карбидов вольфрама и кобальта 87-91 HRA; теплостойкость 800°-850°C, до 1100°C; марки: ВКЗ, ВК3-М, ВК6, ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК-8, ВК10-ХОМ, ВК15.
Область применения: обработка чугуна, цветных металлов, труднообрабатываемых и неметаллических материалов.
2.2. Титановольфрамовые или двухкарбидные
Состоят из карбидов Ti, W, Co
Свойства: 87-92 HRA, 850°-900°C (до 1200°C)
Марки: Т30К4; Т15К6, Т14К8, Т5К10.
Область применения: обработка углеродистых и легированных сталей.
2.3. Титано-тантало-вольфрамовые или трёхкарбидные.
Состоят из карбидов Ti, W, тантала и Co
Свойства: 85-90 HRA, 750°C
Марки: ТТ8К6, Т8К7, ТТ10К8Б, ТТ20К9, ТТ7К12.
Область применения: труднообрабатываемые материалы, работа с ударными нагрузками.
Общие правила выбора марки сплава.
Чем тяжелее силовой режим работы интенсивности, тем больше связки.
2.4. Безвольфрамовые твёрдые сплавы
Представляют из себя карбиды Ti или карбидонитридов Ti со связкой Ni, Mo
Свойства 89-90 HRA, 750°C, повышенная хрупкость и низкая теплопроводность, низкий коэф трения.
Марки: ТН20, КНТ16.
Область применения: чистовая и получистовая обработка вязких материалов.
10. Износостойкие покрытия режущего инструмента. Классификация, способы получения.
Износостойкие покрытия для режущего инструмента.
В качестве износостойкости покрытий для режущего инструмента используются тугоплавкие соединения (с температурой плавления 2000-3000°C)
IV-VI групп периодической системы элементов Д.И. Менделеева (Ti, Zr,Hw, V, Ta, Cr, Mo, W) с углеродом и азотом (карбониты, нитриды, цианиды ). Кроме того используются так же и другие соединения (Si3N4, BN, Al2O3). Классификация покрытий:
1. По составу:
· Одноэлементные – это покрытия на основе соединения одного тугоплавкого материала.
· Многоэлементная (TiC, TiN) на основе соединения двух и белее тугоплавких металлов. (Пример: TiAlN, ((Ti-Cr)N))
· Многокомпонентные – это покрытия на основе смеси двух или более соединений одного металла (TiCN)
· Композиционные – это покрытия на основе смеси двух или более соединений двух или нескольких металлов (TiC - Al2O3 - TiN)
2. По строению:
· Однослойные – это покрытия обладающие постоянным составом, структурой и свойствами по объёму
· Многослойные – состав, структура и свойства по объему изменяются
· Градиентные – плавное измен св-в от верхней до нижн границы по толщине
3. По типу связи: покрытия с инструментальным материалом
· Адгезионные покрытия – отсутствует переходная зона между покрытием и инструментальным материалом соизмеримая с толщиной покрытия.
· Диффузионные – присутствует переходная зона между покрытием инструментальным материалом, соизмеримая с толщиной покрытия.
· Адгезионно-диффузионная – переходная толщина < толщины покрытия.