- •Геометрические и кинематические параметры процесса резания
- •1.1. Терминология, основные понятия и определения
- •1.2 Конструктивные параметры режущей части инструмента для токарной обработки
- •1.3 Геометрические параметры резца. Углы резания.
- •2. Процесс образования срезаемого слоя (стружки).
- •2.1. Деформация срезаемого слоя в процессе резания
- •2.2 Критерии и методы исследования деформаций срезаемого слоя. Понятие усадки и относительного сдвига.
- •2.3 Влияние условий резания на вид и усадку стружки.
- •3. Контактные явления при механической обработке.
- •3.1. Образование нароста
- •2.4 Физические процессы и составляющие усилия резания
- •3.2. Упрочение обработанных поверхностей при резании (наклеп)
- •3.3. Виды и причины износа. Способы его снижения
- •4. Силовые характеристики процессов механической обработки резанием.
- •4.1. Работа резания и ее составляющие. Физические и технологические составляющие усилия резания.
- •4.2. Методы экспериментального определения технологических составляющих усилий резания.
- •4.3. Влияние условий механической обработки на составляющие усилий резания
- •4.4. Влияние геометрических параметров режущего инструмента на составляющие усилий резания.
- •4.5. Тепловые явления при механической обработке
- •6. Инструментальные материалы и области их применения
- •6.1. Классификация инструментальных материалов. Области применения.
- •Физико-механические свойства инструментальных материалов
- •6.2 Твердые сплавы. Области применения, классификация, свойства твердых сплавов
- •Основные свойства сплавов wc - Co
- •Титановольфрамовые твердые сплавы
- •Основные свойства сплавов wc – TiC – Co
- •Титанотанталовольфрамовые твердые сплавы
- •Свойства твердых сплавов группы ттк
- •Безвольфрамовые твердые сплавы
- •6.3 Режущая керамика. Композиты. Сверхтвердые материалы. Классификация, области применения
- •6.3.1 Составы, свойства режущей керамики
- •6.4 Составы, свойства сверхтвердых режущих материалов. Композиты
- •6.5 Классификация твердых сплавов по применяемости
6.2 Твердые сплавы. Области применения, классификация, свойства твердых сплавов
Спеченные твердые сплавы представляют собой гетерогенные материалы, состоящие из зерен высокотвердых тугоплавких соединений (карбидов, нитридов или боридов переходных металлов), сцементированных пластичным металлом- связкой. В качестве тугоплавкой фазы твердых сплавов наиболее широко используются карбиды вольфрама, титана, тантала, хрома или их соединений, а в качестве металла -связки - кобальт, никель, реже железо и их сплавы.
При спекании (нагреве) цементирующая фаза плавится, растворяя некоторую долю тугоплавкой фазы, либо изменяя состав поверхностных слоев (оболочек) зерен последней.
Различают карбидовольфрамовые (WC-Co), титановольфрамовые (WC-TiC-Co), титанотанталовольфрамовые (WC-TiC-TaC-Co) и безвольфрамовые твердые сплавы.
Вольфрамовые и вольфрамокобальтовые сплавы обозначаются буквами ВК с прибавлением цифры, обозначающей содержание кобальта. Титановольфрамовые твердые сплавы обозначаются буквами ТК. В обозначение титанотанталовольфрамовых сплавов входят буквы ТТК. Перечень всех марок твердых сплавов, выпускающихся в настоящее время, можно найти в ГОСТ 3882 -74.
Карбидовольфрамовые твердые сплавы.
Сплавы WC-Co предназначены для изготовления режущего и горного инструмента, а также для бесстружковой обработки металлов. Промышленные марки сплавов ВК содержат 2-30 % (по массе) кобальта (по ГОСТ 3882 -74 содержание кобальта изменяется от 3 до 25 %); размер зерен карбидной фазы у этих сплавов, а иногда и технология их изготовления различны. В зависимости от количества кобальта, которое фиксируется в марке сплава ВК цифрой, условно выделяются три подгруппы сплавов (чем больше кобальта в сплаве, тем он прочнее, но менее износостоек):
1) малокобальтовые (2-8 % Со), группа К по классификации ISO, предназначенные для чистового, чернового и получернового точения чугунов, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (резины, фибры, пластмассы, и т.д.), для вращательного бурения горных пород, для волочения проволоки и волокон, калибровки и прессования прутков и труб из стали, цветных металлов и их сплавов;
2) среднекобальтовые (10-15 % Со), применяемые для обработки резанием дерева, черновой и получерновой обработки твердых, легированных и отбеленных чугунов, некоторых марок сталей и сплавов и других, трудно обрабатываемых материалов, для бурения горных пород, для волочения, калибровки и прессования прутков и труб из стали, цветных металлов и их сплавов;
3) высококобальтовые (20-30 % Со), используемые при штамповке, высадке, обрезке сталей при ударных нагрузках различной интенсивности.
Твердые сплавы на основе карбида вольфрама являются наиболее универсальным и конкурентоспособным материалом для изготовления сменных многогранных неперетачиваемых пластин (СМНП). Уникальное сочетание высокой твердости (HRA 82-92), модуля упругости (500-700 ГПа), прочности при сжатии (до 60 ГПа), стойкости к воздействию кислот и щелочей, а также к окислению на воздухе (до 1073 К) с относительно высоким значением электропроводности, прочности на изгиб и ударной вязкости обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики данной группы материалов: высокое сопротивление изнашиванию (сохраняющееся в значительной степени при повышенных температурах), сплавы не подвергаются заметному пластическому деформированию при низких температурах и почти не подвержены упругому деформированию, сохраняют достаточно высокую твердость и сопротивляемость деформированию при высоких температурах; удовлетворительно выдерживают ударные нагрузки.
Сплавы этой группы различаются содержанием кобальта, размерами зерен карбида вольфрама и технологией изготовления. Увеличение размера карбидных зерен повышает вязкость, но приводит к уменьшению твердости. В сплавах нормальной зернистости средний размер зерен составляет 2-3 мкм. Крупнозернистые сплавы, например ВК8, имеют размер зерен от 3 до 5 мкм. Мелкозернистые сплавы содержат зерна размером от 1,3 до 1,5 мкм, а в особомелкозернистых сплавах средний размер зерна не превышает 1 мкм.
Основные физико-механические характеристики твердых сплавов группы ВК приведены в табл. 6.4.
Таблица 6.4