Металлокерамические твердые сплавы (гост 3882-74)

Металлокерамические твердые сплавы являются инструментальными материалами, состоящими из карбидов тугоплавких металлов и кобальта, играющего роль связки.

Твердые сплавы изготовляют методом порошковой металлургии. Применяют карбиды вольфрама, титана и тантала, а за рубежом − также карбиды ниобия и ванадия. Сплавы получают спеканием порошков карбидов с порошком кобальта, являющегося связующим компонентом, при 1400 – 1550° С после предварительного прессования.

Твердые сплавы изготавливают в виде пластин, которые медным припоем припаивают к державке из обычной углеродистой стали. Твердые сплавы применяют для резцов, сверл, фрез и другого инструмента.

Инструмент из металлокерамических твердых сплавов характеризуется высокой твердостью (80 – 97 HRA), износостойкостью в сочетании с высокой теплостойкостью (до 800 −1000° С). Их недостатком является высокая хрупкость.

Скорость резания твердыми сплавами в 5 −10 раз выше скорости резания быстрорежущими сталями.

В зависимости от состава карбидной основы различают три группы твердых сплавов: вольфрамовые, титан-вольфрамовые и титан-тантал-вольфрамовые.

Вольфрамовые твердые сплавы изготовляют на основе карбида вольфрама WC и кобальта. Сплавы этой группы называют однокарбидными и обозначают буквами ВК и цифрой, показывающей содержание кобальта в процентах. Например, сплав ВК3 содержит 3 % Со и 97 % WC. Содержание кобальта может меняться (сплавы ВК6, ВК8). Чем больше содержание кобальта, тем выше прочность, хотя и несколько ниже твердость сплава. Они теплостойки до 800º С. Их обычно применяют для обработки чугуна, сплавов цветных металлов.

Сплавы второй группы (двухкарбидные) изготовляют на основе карбидов WC и TiC на кобальтовой связке. Их маркируют буквами Т, К и цифрами. Цифры после буквы Т указывают содержание карбидов титана в процентах, а цифры после буквы К − содержание кобальта.

Например, сплав Т15К6 содержит 15 % TiC, 6 % Со, остальное, т. е. 79 % , WC. Карбид вольфрама растворяется в карбиде титана при температуре спекания, образуя твердый раствор (Ti, W)C, имеющий более высокую твердость, чем WC. Сплавы этой группы имеют более высокую (до 900 – 1000° С) теплостойкость, повышающуюся с увеличением содержания карбидов титана. Их в основном применяют для высокоскоростной обработки сталей.

Для изготовления сплавов третьей группы используют карбиды вольфрама, титана, тантала и порошок кобальта в качестве связки.

Эти сплавы маркируют буквами ТТК и цифрами. Цифра, стоящая после букв ТТ, указывает суммарное содержание карбидов титана TiC и тантала ТаС, а цифра, стоящая после буквы К, – содержание кобальта. Например, сплав ТТ7К12 содержит 4 % TiC, 3 % ТаС, 12 % Со и 81 % WC. В их структуре присутствует твердый раствор (Ti, Та, W)C и избыток WC. Сплавы этого типа имеют более высокую прочность, чем сплавы второй группы, и лучшую сопротивляемость ударным воздействиям, вибрации и выкрашиванию. Их применяют для более тяжелых условий резания (черновое точение стальных слитков, поковок, литья).