Головна |
№ групи | Маркісталей | Твердість, HRC | Міцність наізгіб ?изг, ГПа | теплостійкість,оС | Галузь застосування |
Р18Р9Р12Р6М5 | 63 ... 64 | 2,9 ... 3,4 | ~ 620 | Конструкційні стали і чавуни, кольорові метали і конструкційні пластмаси | |
Р6М5К5Р9К5Р9К10Р12Ф3Р6М5Ф3 | 65 ... 66 | 2,5 ... 3,1 | ~ 630 | Високоміцні конструкційні стали, жароміцні сталі і сплави | |
В11М7К23 | 2,5 | ~ 720 | Титанові і жароміцні сплави |
тверді сплави є основним інструментальним матеріалом, що забезпечує високопродуктивну обробку матеріалів різанням.
Загальна частка РІ з твердих сплавів становить приблизно 50%, при цьому твердосплавні РІ допускають більш високі швидкості різання (в 2,5 ... 3 рази вище в порівнянні з РІ з ВРХ). В даний час твердосплавний РІ застосовується на 80% операцій різання. Тверді сплави складаються з тугоплавких сполук (карбіди, карбонітріди вольфраму, титану, танталу і ін.) І сполучною фази (кобальт, нікель, молібден) і поділяються на чотири групи:
1. Однокарбідние (вольфрамові, ВК, (WC - Co), HRA 86 ... 89, ?изг= 1100 ... 1800 МПа, теплостійкість ~ 800 оС).
2. Двухкарбідние (вольфрамотітановие, ТК, (WC - TiWC - Co), HRA 87 ... 92, ?изг= 950 ... 1650 МПа, теплостійкість ~ 900 оС).
3. Трёхкарбідние (вольфрамотітанотанталовие, ТТК, (WC - TiWTaC -Co), HRA 87 ... 90, ?изг= 1250 ... 1650 МПа, теплостійкість ~ 850 оС).
4. безвольфрамовиє ТС сплави (БВТС, [TiC - (Ni + Mo)] або [TiCN - (Ni + Mo)]), які іноді називають КЕРМЕТ.
Область застосування твердих сплавів визначається їх механічними властивостями і умовами обробки. Згідно з рекомендаціями міжнародної організації стандартів (ISO) все оброблювані матеріали і відповідні їм тверді сплави розбиті на шість груп: Р (переважно вуглецеві стали, а також низьколегованісталі), М (нержавіючі сталі), К (чавуни), S (труднообрабативаємиє матеріали (т .н. «суперсплави»), в першу чергу титанові сплави), N (м'які і в'язкі матеріали типу алюмінієвих і мідних сплавів), Н (матеріали високої твердості, в першу чергу загартовані сталі); які в свою чергу поділяються на підгрупи, які мають різні індекси:
М - М10, М20, М30, М40, ...
Р - Р01, Р05, Р10, ...
Зі збільшенням індексу підгрупи зменшується зносостійкість сплаву і допускається швидкість різання, але збільшується ударна в'язкість, міцність на вигин, подача і глибина різання. Отже, сплави з малим індексом застосовуються для чистової обробки, а з високим - для чорнової.
Сплави групи ВК працюють в умовах, коли від сплаву потрібна висока міцність утримання карбідних зерен у зв'язці, висока стійкість до абразивного зношування, міцність і ударна в'язкість. Такі умови створюються при обробці чавунів, титанових, молібденових, нікелевих і хромонікелевих сплавів, кольорових сплавів і пластмас. Сплави групи ВК не застосовують для обробки стали, т. К. В цьому випадку зерна карбіду вольфраму інтенсивно зношуються (внаслідок адгезійних і дифузійних процесів).
Карбід TiWC менш схильний до диффузионному розчиненню в залозі при високих температурах і температура схоплювання його з залізом значно вище, ніж у карбіду WC, тому двухкарбідние сплави застосовують для оснащення РІ, призначеного для обробки вуглецевих сталей (сплави ТК набагато краще чинять опір адгезійною і диффузионному зношування по порівняно з сплавами ВК). Сплави ТК не рекомендують використовувати при обробці високоміцних матеріалів і чавунів.
Сплави ТТК мають більш високу міцність, ніж сплави ТК. Крім того, дані сплави мають меншим коефіцієнтом термічного розширення, мають дещо більший коефіцієнт теплопровідності порівняно з групою ТК, знижену схильність до високотемпературної повзучості, що істотно підвищує межа втоми сплаву ТТК при циклічному навантаженні і циклічному тепловій дії, а також термостійкість і стійкість до окислення і корозії при підвищених температурах. З цих причин сплави ТТК застосовуються при роботі у важких умовах (зі змінним припуском і ударами), особливо на операціях фрезерування і стругання як сталей так і чавунів.
Безвольфрамовиє тверді сплави практично не поступаються вольфрамовим твердих сплавів по твердості, але мають меншу міцність на вигин і ударну в'язкість. Тому дані сплави застосовують при чистової і напівчистової обробці при безперервному і переривистому різанні.
З твердих сплавів виготовляють широкий спектр РІ: свердла, кінцеві і черв'ячні фрези, а також змінні багатогранні пластини (СМП), які є ріжучими елементами самих різних інструментів (токарні різці, фрези, свердла та ін.).
Пластини випускають з кількістю граней 3, 4, 5 і більше, різної товщини і довжини ріжучої кромки, вони можуть мати або не мати центральне отвір, можуть мати задні кути на гранях або особливу форму передньої поверхні.
Для позначення СМП за стандартами ISO застосовують буквено-цифрове кодування. Спочатку в позначенні пластини йдуть чотири літери, що описують форму і точність пластини, наприклад:
- DNGP - ромбічна пластина (форма D), без задніх кутів (N), точність розмірів пластини G, конфігурація в поперечному перерізі - з оформленою передньою поверхнею і отвором (P);
- TNUN - трикутна пластина (Т), без задніх кутів (N), точність розмірів пластини U, конфігурація в поперечному перерізі - плоска без отвору (N).
Існують такі форми СМП загального призначення:
- Ромб з кутом при вершині 80? (С);
- Ромб з кутом при вершині 55? (D);
- Ромб з кутом при вершині 35? (V);
- Квадрат (S);
- Трикутник (T);
- Коло (R);
- Паралелограм (К);
- Шестигранна пластина з трьома ріжучими крайками (W).
Крім СМП загального призначення виробляють пластини спеціального призначення (під конкретні типи РІ), які мають особливі фірмові позначення.
Після літерного шифру в позначенні СМП слідують числа, що характеризують розміри - довжину ріжучої кромки, товщину, радіус при вершині. наприклад:
TNUN 120408 - трикутна СМП з довжиною кромки 12 мм, товщиною 4,76 мм і радіусом при вершині 0,8 мм.
Буква, наступна за величиною радіуса, позначає форму ріжучої кромки; наступні три цифри - розмір зміцнюючої фаски на передній поверхні (наприклад, 010 - фаска 0,1 мм); останні дві цифри - кут фаски, град. Після цього може слідувати позначення виробника, наприклад WF - чистове СМП фірми «SANDVIK Coromant» зі спеціальною зачистной геометрією.
Мінералокераміка.Особливістю мінералокераміки (МК) є відсутність сполучною фази, тому її разупрочнение настає при дуже високих температурах, що дозволяє підвищити допустимі швидкості різання до 900 ... 1000 м / хв. Мінералокераміка має теплостійкість 1100 ... 1200 оС, більш високу твердість, зносостійкість в порівнянні з ТЗ сплавами, але істотно поступається ТС сплавів по міцності на вигин. Висока теплостійкість в поєднання з високою твердістю і зносостійкістю, високою стійкістю до високотемпературного окислення і корозії визначає область застосування РІ з МК - тонка і чистове обробка як сталей так і чавунів (сирих і загартованих) при високих вимогах до жорсткості технологічної системи і особливо до державки інструменту .
Розрізняють 4 групи МК (табл. 5):
1. Біла оксидная кераміка.
2. Оксіднокарбідная кераміка.
3. Оксіднонітрідная кераміка.
4. Нітрідокремнівая кераміка.
Таблиця 5
А. В. Циркін | ББК 34.663 я7 | Поняття процесу різання. Основні терміни та визначення | Елементи режиму різання. Геометрія зрізаногошару | Фізико-механічні та фізико-хімічні аспекти процесу різання | Працездатність різальних інструментів |