Главная  Промышленность 

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120

Порошковые твердые сплавы - это композиции, состоящие из твердых, тугоплавких соединений (карбид титана, вольфрама, тантала и др.) в сочетании со значительно более легкоплавкими металлами, носящими название «цементирующих» («связывающих»). Наиболее широкое развитие получили твердые сплавы, которые изготовляют на основе карбидов вольфрама, титана, тантала или сочетаний этих карбидов с карбидом ниобия, ванадия, хрома в качестве небольших добавок. «Цементирующим» металлом в сплавах служат кобальт, а иногда никель, железо, молибден. При спекании порошкообразных тугоплавких компонентов с порошками цементирующих металлов последние плавятся, растворяя небольшую долю твердых тугоплавких соединений.

Структура спеченных твердых сплавов гетерогенна, состоит из частиц твердых соединений и участков цементирующих веществ. Размеры частиц твердой карбидной и более мягкой цементирующей фаз обычно весьма малы и для большинства технических сплавов составляют 0,5-10 мкм.

Твердые сплавы применяют главным образом для оснащения различного рода инструментов, например, при обработке резанием металлов и неметаллических материалов, бурении горных пород, а также бесстружковой обработке металлов волочением, давлением, штамповкой, прокаткой и т. д.

Объем твердых сплавов, выпускаемых для оснащения инструментов, подразделяется следующим образом: режущих -65- 68 %; горно-буровых - 22-27 %; используемых при бесстружковой обработке - 8-10 %.

Твердые сплавы как инструментальные материалы обладают рядом ценных свойств, основным из которых является высокая твердость (HRA 82-92), сочетающаяся с высоким сопротивлением изнашиванию. Эти свойства сохраняются в значительной степени и при повышенных температурах.

Сплавы не подвергаются заметному пластическому деформированию при низких температурах и почти не подвержены упругому деформированию: модуль упругости составляет 500- 700 ГПа, т. е. выше, чем у всех известных в технике материалов.



Твердые сплавы характеризуются также весьма высоким пределом прочности при сжатии -до 6 ГПа. Предел прочности при изгибе и ударная вязкость этих сплавов относительно невелики; предел прочности при изгибе 1,00-2,5 ГПа. Эти сплавы обладают относительно высокими электропроводностью и теплопроводностью, почти такими же, как железо и его сплавы. Твердые сплавы весьма устойчивы к воздействию кислот и щелочей, некоторые из них заметно не окисляются на воздухе даже при 873-1073 К.

Способность твердых сплавов сохранять достаточно высокую твердость и сопротивляться деформированию при высокой температуре в сочетании с удовлетворительной прочностью является важным преимуществом перед другими инструментальными материалами.

Различают четыре группы инструментальных твердых сплавов в зависимости от состава их карбидной основы;

на основе WC-Со (сплавы некоторых марок этой группы содержат небольшие добавки других карбидов -ванадия, ниобия, тантала);

на основе WC-TiC-Со;

на основе WC-TiC-ТаС-Со;

на основе TiC и TiCN с различными связками.

За последнее десятилетие создано очень много новых марок твердых сплавов, разработаны методы обработки и новые конструкции инструментов из этих материалов. Основной тенденцией в металлообработке стало применение сменных многогранных пластин (СМП). Разработаны СМП с износостойкими покрытиями, нашла более широкое применение режущая керамика. Создана новая группа твердых сплавов -безвольфрамовые сплавы, в составе которых нет дефицитных элементов: вольфрама, тантала и кобальта.

Отечественная промышленность освоила выпуск твердых сплавов новых марок, СМП и режущего инструмента на их основе, который применяется всеми отраслями промышленности с высокой эффективностью.

Успехи в электроэрозионной обработке и создании высокопроизводительного алмазного инструмента позволили в промышленных масштабах освоить изготовление инструмента высокой сложности для обработки металлов давлением: вырубных штампов, прокатных валков и т. п.

Авторы справочника поставили перед собой цель систематизировать последние достижения в области создания твердых сплавов новых марок, твердосплавных изделий и твердосплавного инструмента, а также обобщить рекомендации и передовой опыт предприятий по рациональному применению твердосплавного инструмента для металлообработки.



Глава

Классификация, основные свойства

и области применения твердых сплавов

ДЛЯ обработки материалов резанием

1.1. Классификация твердых сплавов

Твердые сплавы являются основными инструментальными материалами, обеспечивающими высокопроизводительную обработку материалов резанием. Применение их позволило повысить скорость резания по сравнению со скоростью резания инструментами из быстрорежущих сталей в 2-5 раз, а экономическая эффективность токарных станков возросла в 2,5-3 раза.

В табл. 1.1 приведены теплостойкость (выражена температурой, до которой материалы сохраняют свои режущие свойства) и соответственно допустимая скорость резания различных инструментальных материалов.

Международная организация стандартов (ИСО) предложила классификацию твердых сплавов для обработки резанием по применению с учетом уровня основных свойств каждой марки твердого сплава (ГОСТ 3882-74*).

В зависимости от обрабатываемого материала и типа снимаемой стружки сплавы твердые порошковые подразделяют на три основные группы резания Р, М, К, которые, в свою очередь, делятся иа группы применения в зависимости от видов и режимов обработки резанием (табл. 1.2).

Чем больше индекс группы применения, тем ниже износостойкость твердого сплава и допустимая скорость резания, но

1.1. Теплостойкость и допустимая скорость резания инструментальных материалов

Материал

Теплостойкость. К

Допустимая скорость резания, м/мин

Углеродистая сталь

523-570

10-15

Легированная сталь

623-686

15-30

Быстрорежущая сталь

873-896

40-60

Твердые сплавы:

вольфрамовые

1173-1200

120-200

титановольфрамовые ТК и ТТК

1273-1300

150-250

безвольфрамовые

1073-1100

100-300

с покрытием

1273-1373

200-300

Керамика

1473-1500

400-600



[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120