Вольфрамо-кобальтовые (однокарбидные) сплавы (ВК)
Вольфрамокобальтовые сплавы (группа ВК) состоят из карбида вольфрама(WC) и кобальта. Сплавы этой группы различаются содержанием вних кобальта, размерами зерен карбида вольфрама и технологией изготовления. Для оснащения режущего инструмента применяют сплавы с содержанием кобальта 3…10%.
В табл. 6. приведены состав и характеристики основных физико-механических свойств твердых сплавов, в соответствии с ГОСТ 3882-74.
Таблица 6. Состав и характеристики твердых сплавов, на основе WC-Co (ГруппаТК)
| Сплав | Состав сплава, % | Характеристики физико-механических свойств | ||||
| WC | ТаС | Со | Предел прочности при изгибе σизг, МПа, не менее | Плотность, р∙10-3, кГ/см3 | HRA, нe менее | |
| ВКЗ | - | 15,0-15,3 | 89,5 | |||
| ВКЗ-М | - | 15,0-15,3 | 91,0 | |||
| ВК4 | 14,9-15,2 | 89,5 | ||||
| ВК6 | - | 14,6-15,0 | 88,5 | |||
| ВК6-М | - | 14,8-15,1 | 90,0 | |||
| ВК6-0М | 14,7-15,0 | 90,5 | ||||
| ВК8 | - | 14,4-14,8 | 87,5 | |||
| ВК10 | - | 14,2-14,6 | 87,0 | |||
| ВК10-М | - | 14,3-14,6 | 88,0 | |||
| ВК10-ОМ | 14,3-14,6 | 88,5 |
В условном обозначении сплава цифра показывает процентное содержание кобальтовой связки, т.е. обозначение ВК6 показывает, что в нем 6% кобальта и 94% карбидов вольфрама. При увеличении в сплавах содержания кобальта в диапазоне от 3 до 10% предел прочности, ударная вязкость и пластическая деформация возрастают, а твердость и модуль упругости уменьшаются. С ростом содержания кобальта повышаются теплопроводность сплавов и коэффициент термического расширения (рис. 36).
Рис. 36. Влияние кобальта на свойства твердого сплава группы (ВК) 1)Прочность на изгиб sизг; 2)Твердость – HRA; 3) Теплопроводность - l
Из всех существующих твердых сплавов, сплавы группы ВК при одинаковом содержании кобальта обладают более высокими ударной вязкостью и пределом прочности при изгибе, а также лучшей тепло- и электропроводностью. Однако стойкость этих сплавов к окислению и коррозии значительно ниже, кроме того, они обладают большой склонностью к схватыванию со стружкой при обработке резанием. При одинаковом содержании кобальта физико-механические и режущие свойства сплавов в значительной мере определяются средним размером зерен карбида вольфрама (WC). Разработанные технологические приемы позволяют получать твердые сплавы, в которых средний размер зерен карбидной составляющей может изменяться от долей микрометра до 10…15 мкм. Сплавы с размерами карбидов от 3 до 5 мкм относятся к крупнозернистым и обозначаются буквой В (ВК6-В), с размерами карбидов от 0,5 до 1,5 мкм буквой М (мелкозернистым, ВК6-М), а с размерами, когда 70% зерен менее 1,0 мкм - ОМ (особо мелкозернистым ВК6-ОМ). Сплавы с меньшим размером карбидной фазы более износостойкие и теплостойкие и позволяют затачивать более острую режущую кромку (допускают радиус округления режущей кромки-1,0…2,0 мкм).
Физико-механические свойства сплавов определяют их режущую способность в различных условиях эксплуатации.
С ростом содержания кобальта в сплаве его стойкость при резании снижается, а эксплуатационная прочность растет.
Эти закономерности и положены в основу практических рекомендаций по рациональному применению конкретных марок сплавов. Так, сплав ВКЗ с минимальным содержанием кобальта, как наиболее износостойкий, но наименее прочный рекомендуется для чистовой обработки с максимально допустимой скоростью резания, но с малыми подачей и глубиной резания, а сплавы ВК8, ВК10М и ВК10-ОМ - для черновой обработки с пониженной скоростью резания и увеличенным сечением среза в условиях ударных нагрузок.