1.6.2.Твердые сплавы

Первые твердые сплавы были изготовлены в 1926 году методом порошковой металлургии.

Структура твердого сплава представляет собой конгломерат мельчайших зерен карбидов, нитридов и карбонитридов тугоплавких металлов, равномерно расположенных в связующем материале. Стандартные марки твердого сплава выполнены на основе карбидов вольфрама, титана, тантала. В качестве связки используется металлический кобальт.

В зависимости от обрабатываемого материала и характера образующейся стружки твердые сплавы подразделяются на шесть групп по областям применения: Р, М, К, N, S и H (таблица 1.4).

Таблица 1.4.

Группы резания твердых сплавов

Группы (цвет маркировки)	Область применения
Р (синий)	Обработка материалов, дающих сливную стружку (в основном стали)
М (желтый)	Обработка материалов, дающих как сливную стружку, так и стружку скалывания (корррозионностойкие стали и сплавы)
К (красный)	Обработка чугунов, дающих стружку скалывания
N (зеленый)	Обработка алюминиевых и медных сплавов
S (коричневый)	Обработка труднообрабатываемых материалов (жаропрочные стали и сплавы, титан и его сплавы)
H (серый)	Обработка закаленных и литейных чугунов

Группы резания подразделяются в свою очередь на группы применения, которые обозначаются буквой (группа резания) и числовым индексом (группа применения). Чем выше число индекса в обозначении группы применения, тем ниже износостойкость твердого сплава и допускаемые скорость резания и толщина срезаемого слоя.

В зависимости от состава карбидной фазы и связки обозначение твердого сплава включает буквы, характеризующие карбидообразующие элементы (В – вольфрам, Т – титан, вторая буква Т – тантал) и связку (буква К – кобальт).

Согласно ГОСТ 3882-77 в зависимости от содержания карбидов твердые сплавы подразделяют три группы:

• вольфрамо-кобальтовые типа ВК (ВК3, ВК4, ВК6, ВК8, ВК10, ВК12, ВК15) – однокарбидный твердый сплав. Массовая доля карбидообразующих элементов в однокарбидных сплавах, содержащих только карбид вольфрама, определяется разностью между 100% и массовой долей связки (цифра после буквы К), например, сплав ВК4 содержит 4% кобальта и 96% карбида вольфрама. С увеличение содержания кобальта в сплаве уменьшается твердость и увеличивается прочность. Они применяются для обработки материалов дающих стружку надлома – хрупкие или элементные;

• титано-вольфрам ТК – двухкарбидный твердый сплав, применяется для обработки пластичных материалов. В двухкарбидных сплавах цифрой после буквы карбидообразующего элемента определяется его массовая доля элемента, следующая цифра – массовая доля связки, остальное – массовая доля карбида вольфрама (например, сплав Т5К10 содержит 5% , 10% и 85% ). Т30К4 применяется для чистового точения с малым сечением среза, нарезание резьбы – в углеродистых сталях. Т15К6 для получернового непрерывного точения, для чистового прерывистого нарезания резьбы, для получистового и чистового фрезерования. Т5К10 применяется для чернового точения, фасонного точения, чистового строгания, чернового фрезерования;

• титано-тантало-вольфрам – трехкарбидный твердый сплав. В трехкарбидных сплавах цифра после букв ТТ означает массовую долю карбидов титана и тантала. Цифра за буквой К – массовая доля связки, остальное – массовая доля карбида вольфрама (например, сплав ТТ8К6 содержит 6% , 8% карбидов титана и тантала и 86% . Эти сплавы имеют более высокую прочность по сравнению с двухкарбидными сплавами, т.к. имеет меньше микротвердости, повышенное сопротивление трещинообразования, высокая износостойкость, сопротивление ударным вибрациям обработанной стали, особенно черновому соударению. ТТ7К12 (Т5К2) тяжелое черновое точение стали, тяжелое черновое фрезерование стали. ТТ8К6 непрерывное точение с небольшим сечением среза стали, литья высокопрочной нержавеющей стали, маленькая закаленность, цветных сплавов, титановых сплавов, чистовое и полу чистовое – точение, растачивание, фрезерование. ТТ20К9 увеличение тепловым и механическим циклическим нагрузкам;

• безвольфрамовые твердые сплавы. Карбид вольфрама заменяется карбидом титана. Имеют высокую прокаливаемость, малый коэффициент трения, пониженная склонность к адгезии, пониженная прочность. Применяется при получистовой обработке вязкого материала, конструктивные и малолегированные стали, меди, никеля.