Твердые сплавы
Металлокерамические твердые сплавы получают методами порошковой металлургии. Основными компонентами твердых сплавов являются карбиды вольфрама WC, титана TiC и тантала ТаС. Кобальт Со в составе твердых металлокерамических сплавов является цементирующей связкой. ГОСТ 3882-74 предусматривает три группы металлокерамических твердых сплавов: 1) однокарбидные, содержащие карбиды вольфрама WC (марки ВК2, ВКЗ, ВК4, ВК6, ВК6М, ВК8, ВК8В; 2) двухкарбидные, содержащие карбиды вольфрама WC и карбиды титана TiC (марки Т5К10, Т14К8, Т15К6, ТЗОК4; 3) трехкарбидные, содержащие карбиды вольфрама WC, карбиды титана TiC и карбиды тантала ТаС (марки ТТ7К12 и ТТ7К15). Твердые сплавы обычно изготовляют в виде пластинок путем спекания при температуре около 1500 °С в электрических печах. Основная особенность инструмента, оснащенного пластинкой из твердого сплава, заключается в том, что его режущие свойства не снижаются при температуре нагрева в зоне резания до 800 – 9000 °С. Поэтому такие инструменты пригодны для обработки высокопрочных металлов (включая закаленные стали) и неметаллических материалов (стекла, фарфора, пластмасс и др.). Недостаток твердых сплавов – их хрупкость. Пластинки из твердых сплавов припаивают или прикрепляют механически к стальному корпусу инструмента. Вязкость отдельных металлокерамических твердых сплавов (а следовательно, и их хрупкость) зависит от содержания в них кобальта. Сплавы, содержащие наименьшее количество кобальта (ВК2, ВКЗ, ТЗ0К4), обладают меньшей вязкостью; их применяют для инструментов, срезающих тонкие стружки на чистовых операциях. Сплавы, содержащие наибольшее количество кобальта (ВК8, Т5К10, Т14К8), обладают наибольшей вязкостью; их применяют при снятии стружек большого сечения, на черновых операциях. Однокарбидные сплавы группы ВК (ВК2, ВКЗ, ВК4, ВК6, ВК8 и др.), как менее хрупкие, применяют при резании чугунов и других хрупких материалов. Для обработки сталей применяют инструменты, оснащенные двух карбидными сплавами группы ТК (Т5К10, Т15К6, Т14К8 и др.). Режущие свойства твердых сплавов в значительной степени зависят от их структуры. Так, сплавы BK3M с мелкозернистой структурой по своим режущими физико-механическим свойствам превосходит все другие сплавы этой группы. Этот сплав применяют при чистовой обработке чугунных деталей (в том числе закаленных). Группа трехкарбидных сплавов ТТК, содержащих карбиды вольфрама, титана и тантала, отличается повышенной износостойкостью, прочностью и вязкостью. Их применяют при обработке труднообрабатываемых сталей аустенитного класса. Металлокерамические твердые сплавы имеют следующие физико-механические свойства: коэффициент теплопроводности 0,065 – 0,169 кал/см·с·°С (27,2 – 70,7 Вт/м·К), твердость HRA 86,5 – 91; предел прочности при сжатии 3300 – 4000 МПа и предел прочности при изгибе 900 – 1550 МПа. Минералокерамические сплавы. Синтетический материал – минералокерамика ЦМ332, основу которой составляет глинозем (Аl2O3). Минералокерамика ЦМ332 обладает высокими твердостью (HRA 91 – 93) и теплостойкостью (1190 – 1200 °С), но уступает металлокерамическим сплавам по пределу прочности на изгиб (300 – 400 МПа) и поэтому имеет ограниченное применение на операциях получистового и чистового точения чугунов и сталей. Эльбор Р – это высокотвердый материал, получаемый на основе кубического нитрида бора в виде крупных поликристаллов (диаметром 3 – 6 мм и длиной 4 – 5 мм). По твердости элъбор Р приближается к твердости алмаза (8,4 ГПа), а его теплостойкость в 2 раза выше теплостойкости алмаза (~ 1600 °С). Инструмент из эльбора Р используется при обработке закаленных и цементированных сталей, высокопрочных чугунов, твердых сплавов, стеклопластиков. Инструменты, оснащенные модификациями эльбора Р, позволяют производить с высокой стойкостью прерывистое точение и фрезерование. При растачивании отверстий в закаленных сталях резцы из эльбора Р обеспечивают точность по 6,7 квалитету и шероховатость от Ra 0,63 до Ra 0,32.
Алмазы
Алмазы применяют для оснащения лезвийных и абразивных режущих инструментов. Алмазы отличаются исключительно высокой твердостью (порядка 98,1 ГПа), намного превосходящей твердость других абразивных материалов. Модуль упругости алмаза составляет 9 – 101 кгс/мм2 (0,88 ТПа), а предел прочности на изгиб 210 – 490 МПа. Наряду с высокой твердостью алмазы обладают высокой износостойкостью, что позволяет производить обработку цветных металлов и пластмасс на высоких скоростях резания. Вследствие высокой теплопроводности (0,35 кал/см·С° или 46,54 Вт/м·К) алмазы хорошо отводят тепло, выделяемое при резании, что способствует повышению стойкости инструмента. Обладая высокой твердостью, алмазы отличаются повышенной хрупкостью, это сильно ограничивает область их применения.
|
