10. Твердые сплавы, состав, свойства и применение, основные марки
Твердые сплавы получаются и литьем и методом спекания. Теплостойкость 8000С, пассивны к воздействию кислот, щелочей
НЕДОСТАТОК: хрупкость, недостаточная прочность σв=950-1800 МПА, предел прочности растяжения в 2 раза меньше; σв сжатия от 4 - 6 тысяч МПА
ГОСТ 3882-77,три группы твердых сплавов:
1)ВК (одно карбидные)
2)ТК (титано-вольфрамо-кобальтовые)
3)ТТК (карбид-титана-тантала)
ВК- кобальт является связкой, свойства от массовой доли кобальта и размеров зерен карбидной фазы.
Крупнозернистые - размер зерен карбида вольфрама от 3 до 10, ВК8-В. Если карбида вольфрама меньше, чем 0,5-1,5 мкм, то мелкозернистые, ВК6-М. ВК имеющие крупное зерно, имеют меньшую теплостойкость и износостойкость, но у него большая прочность, чем у мелкозернистых твердых сплавов. Группа ВК применяется для обработки материалов дающую стружку надлома (чугун или элементная стружка). Труднообрабатываемые материалы, имеющие σв=1600МПА (нержавеющие, жаропрочные стали и сплавы, титановые сплавы), при невысоких скоростях V<60 м/с.
ТК – состоит из карбида титана, вольфрама и кобальта (WC, TiC, Co)
2-х карбидный твердый сплав. Обрабатывают пластичные материалы, конструкционные и легированные стали.
TiC- увеличиваеи износостойкость, повышает твердость, уменьшает коэффициент трения пары (сплав- сталь), увеличивает хрупкость, уменьшает прочность.
Основные марки: Т30К4(30% карбида титана, 4% кобальта, остальное карбид вольфрама), Т15К6,Т5К10
Т30К4- σв=950 МПА, HRA=92, применяют для чистового точения с малым сечением среза. Для нарезания резьбы в углеродистых сталях.
ТТК- 3-х карбидный твердый сплав. Содержит карбиды вольфрама, титана и карбида тантала. Имеет меньшую микротвердость по сравнению с ТК, повышенное сопротивление трещин обработке, высокую износостойкость, сопротивление ударным вибрациям. Обрабатывают стали и чугуны, особенно черновая обработка с ударами.
Основные марки:ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ20К9
ТТ7К12(Т5К2)-тяжелое черновое точение (стальные поковки, штамповки, отливки) и тяжелое черновое фрезерование стали σизг=1650 МПА, HRA=87,5
Безвольфрамовые твердые сплавы
Карбид вольфрама заменен на карбид титана или карбидо нитрит титана. Связка никель-железо-молибден. Высокая окалина, стойкость, малый коэффициент трения, низкая склонность к адгезии, низкая прочность, склонность к трещинообразованию при напайке пластинок.
Применение: при получистовой обработке вязких материалов, конструкционных и малолегированных сталей, медных и никелевых сплавов.
Основные марки:
%
Ti
Ni
Mo
σи
HRA
Т Н20 79 15 6 900 90
Т М30 69 24 7 1100 88,5
КМТ-16 74 19,5 6,5 1100 89
Для повышения износостойкости неперетачиваемых многогранных пластинок из этих материалов наносят тонкий слой карбидов титана или другого высокотвердого материала. Повышается стойкость, сохраняется прочность и вязкость. Карбид титана, покрытие от 2 до 10 мкм, стойкость повышается в 2-5 раза.
Мелкозернистые твердые сплавы легированные хромом(замена группы ТТК)
Карбид тантала - карбид хрома
Основные марки: ВК-10-ХОМ, ВК15-ХОМ-обрабатывают легированную стали, чугуны. Применяют и изготавливают мелкоразмерный цельно шлифовальный концевой инструмент (концевые фрезы с винтовыми пластинками, для обработки труднообрабатываемых материалов), также пластинки применяют в резцах для тяжелых работ.
Согласно классификации ИСО твердые сплавы делят на 3 группы, в зависимости от обрабатываемого материала и типа стружки:
Р(синий)- обработка вязких материалов, стали, ковкого чугуна;
К(красный)-обработка хрупких материалов, стружка надлома;
М(желтый)- (промежуточная), обработка труднообрабатываемых материалов, жаропрочные металлы, и сплавы, чугун и ковкий чугун.
Каждая из групп делится на подгруппы и обозначается 2-х значным числом в порядке увеличения твердости, прочности и понижения износостойкости:
Р : К: М:
Т30К4 Р01 ВК3 К01 ВК6 М03
Р05 ВК6 К05 ТТ8К6 М10
Т5К6 Р10 ВК8 К30 ТТК12 М40
Т5К12 Р40