>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Слесарное дело

Глава IV. Твердые сплавы

В зависимости от способа получения твердых сплавов их можно подразделить на две группы: металлокерамические (полученные спеканием) и литые (наплавочные).

Металлокерамические сплавы изготовляют спеканием порошка карбидов вольфрама, титана и другого тугоплавкого металла и связующего порошка кобальта.

Металлокерамические твердые сплавы относятся к группе материалов, обладающих большой твердостью, красностойкостью (до температуры 1200°С), высокими свойствами резания металлов (при обработке стали марки 45 до 2700 м/мин, алюминия выше 5000 м/мин) и сопротивлением истиранию.

В отличие от углеродистой стали металлокерамические твердые сплавы никакой термической обработки не требуют.

Металлокерамические твердые сплавы широко применяются для обработки металлов резанием (изготовление режущих инструментов), давлением (при волочении, штамповке, калибровании и др.); металлические твердые сплавы используются также для изготовления зубьев врубовых машин, бурильных молотков, сверл, а также в ряде других отраслях техники.

Основой твердых металлокерамических сплавов являются карбиды (химические соединения с углеродом вольфрама, титана и кобальта).

Форма пластин — самая разнообразная и зависит от конструкции режущего инструмента. Пластины твердых сплавов служат для оснащения резцов, фрез, шаберов, сверл, зенкеров и других режущих инструментов.

Металлокерамические твердые сплавы делятся на три группы (ГОСТ 3882—61):

1. вольфрамовые твердые сплавы, состоящие из зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом: ВК, ВК8, ВК10, ВК30 и др.;
2. титановольфрамовые твердые сплавы, состоящие из зерен твердого раствора карбида вольфрама, сцементированных кобальтом, или только из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана, сцементированных кобальтом: Т5К10, Т15К6, Т14К8 и др.;
3. титанотанталовольфрамовые твердые сплавы, состоящие из зерен твердого раствора карбида титана, карбида тантала, карбида вольфрама и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом, марка ТТ7К12.

Буквы в марках твердого сплава означают: В — карбид вольфрама, К — кобальт, Т — карбид титана; цифры, стоящие после букв, показывают процентное содержание данного металла в сплаве. Например, марка ВК2 расшифровывается следующим — карбид вольфрама; Т15К6 — титанововольфрамовый сплав с содержанием 15% карбида титана и 6% кобальта, остальное — карбид вольфрама.

Вольфрамовые твердые сплавы ВК применяются при обработке хрупких материалов: чугуна, бронзы, стекла, фарфора и др.

Титановые сплавы ТК — для вязких материалов: стали, латуни и др.

Титанотанталовые сплавы ТТК — для черновой обработки стальных заготовок с ударами и загрязненные коркой.

Наплавочные твердые сплавы применяются для наплавки (покрытия) в расплавленном состоянии (с помощью газа или дуги) рабочих поверхностей быстроизнашивающихся деталей машин, приспособлений, инструментов с целью повышения их износоустойчивости и коррозионной стойкости.

Наплавочные сплавы делятся на три группы: литые, электродные и зернообразные.

Литые сплавы получают в виде прутков диаметром 5— 7 мм, длиной 200—300 мм, которые затем при помощи газа наплавляют на режущие кромки или поверхности деталей, подвергающихся износу.

Минералокерамические сплавы в отличие от металлокерамических сплавов весьма дешевы, не содержат вольфрама, титана, кобальта и железа. Изготовляются они на основе окиси алюминия (Аl₂0₃)—корунда путем тонкого размола, прессования и спекания. В настоящее время выпускаются минералокерамические материалы марок ЦВ (термокорунд) и ЦМ (микролит), из которых изготовляют пластинки (марки ЦВ-13, ЦВ-18, ЦМ-332), используемые в качестве заменителя быстрорежущей стали и твердого сплава при чистовом и получистовом точении чугуна, стали и цветных металлов.

Керамические материалы имеют достаточную прочность на сжатие (до 500 кГ/мм², высокую твердость (HRA 89—95), теплостойкость (около 1200° С) и износостойкость, что позволяет вести обработку металла на высоких скоростях резания (до 3700 м/мин при чистовом обтачивании чугуна).

Однако в связи с чрезвычайной хрупкостью минералокерамические пластинки широкого практического применения пока не нашли.