Марки сплавов, производимых и применяемых в РФ

Окончание табл. 11.13

* Сплавы с износостойким покрытием

Наиболее радикально совершенствуются БВТС. Не­обходимо отметить, что если в странах СНГ выпуск БВТС состав­ляет не более 1% от общего объема твердых сплавов, то в Запад­ной Европе и США используют 2–5% БВТС, а в Японии до 30–35% [135, 141].

В мировой практике в настоящее время производят БВТС главным образом на основе Tic, TiC-TiN с различными вариантами связок (табл. 11.14).

Таблица 11.14

Составы БВТС, применяемые в мировой практике [35]

Для повышения пластичности и сопротивляемости разрушению при термоциклических нагрузках БВТС дополнительно легируют карбидами Mo, V, Та, Nb, Zr, Hf, Al, Cr, а также W. Рассматри­вается также возможность производства БВТС на основе боридов переходных металлов IV – VI групп Периодической системы и, в частности, TiB и TiBg.

Эффективность БВТС при резании в значительной степени оп­ределяется составом и свойствами связки. При производстве БВТС в качестве связки чаще всего используют никель с добавками мо­либдена или кобальта (см. табл. 11.14), а для ее упрочнения в состав связки вводят Fe, Cr, Al, W, Ti, Si и др. [34].

Напри­мер, при легировании БВТС алюминием происходит образование субмикроскопической фазы Ni(Ti,Al), выполняющей роль своеоб­разного фазового упрочнителя. В результате происходит упрочне­ние связки, растет твердость сплава без снижения его проч­ности. В мировой практике используют БВТС с содержанием связки в пределах 5–25% (по весу).

Фирма «Sumitomo» (Япония) разработала серию БВТС, которые полностью вытеснили вольфрамосодержащие твердые сплавы для операций чистового и получистового точения сталей (Р01–Р20). В частности, сплав Т12А (HV = 1580, s_и =1,65 ГПа) применяется для получистового точения и фрезерования конструкционных сталей на ферритной основе с v = 100–300 м/мин и v = 150–200 м/мин соответственно, а также для точения и фрезерования нержавеющих сталей на скорос­тях резания v = 60–250 м/мин; v = 60–120 м/мин. Наиболее удач­ным в этой серии является сплав Т25А (HV = 1520; s_и = 1,85 ГПа) предназначенный для получистового точения конструкционных сталей (v = 50–200 м/мин) и фрезерования (v = 120–180 м/мин, S_z = 0,25 мм/зуб).

Еще одно направление совершенствования БВТС связано с введением в их состав небольшого количества WC и ТаС с целью повышения теплопроводности, снижения коэффициента термического расширения, что заметно повышает сопротивляемость БВТС разру­шению в условиях термоциклирования и значительно повышает из­носостойкость сплава для тяжелых операций и, в частности, для чернового фрезерования.

Например, фирма «Toshiba Tungalloy» (Япония) разработала гамму БВТС (302, 308, 350, NS500) на основе TiC–TiN, легиро­ванных WC и ТаС. Эти сплавы рекомендованы фирмой для оснащения инструмента, предназначенного для получистового точения сталей и чугунов, а также закаленных сталей и чугунов повышенной прочности, нержавеющих аустенитных сталей (Р10–Р20, К05–К20, М05–М10). Благодаря высокой сопротивляемости разрушению при термоциклических нагрузках торцовые фрезы, оснащенные пласти­нами NS540, могут быть использованы для фрезерования стали НВ160 с v = 170 м/мин; S_z = 0,2 мм/зуб; t = 2–3 мм, при этом допускается применение СОТС.

Фирма «Adamas Carbide» (США) рекомендует пластины из БВТС марок ADAMAX300 и ADAMAX600 для чистового, получистового и чернового точения сталей (НRС_э 42–45) и чугунов на скоростях резания до 220 м/мин, минутной подаче до 813 мм/мин и глубиной резания до 15 мм.

Фирма «Teledyne First Stering» (США) рекомендует разрабо­танные БВТС на основе TiCN и (Ti,Mo)CN с никельмолибденовой связкой (марка SD‑3) для точения, растачивания, подрезки, нарезания резьбы в сталях и чугунах, жаропрочных сталях. Послед­нее свидетельствует о широкой области применения сплава SD‑3. В частности, инструмент из сплава SD‑3 достаточно эффективен при резании с v = 300–400 м/мин заготовок из стали твердостью до 50 HRC_э.

Следует отметить, что БВТС сих более высокой, чем у вольфрамосодержащих твердых сплавов, теплостойкостью, меньшей склонностью к адгезии с обработанным материалом вполне отвеча­ет современной тенденции обработки заготовок за одну установ­ку, когда припуск на обработку минимален, а резание ведется на высоких скоростях резания при необходимости обеспечения низкой шероховатости обработанной поверхности и высокой размерной точности. Таким образом, инструмент, оснащенный пластинами из БВТС, становится особенно эффективным при обработке заготовок с большой площадью обрабатываемой поверхности, к которым предъ­являются высокие требования по точности размеров и геометри­ческой формы, шероховатости.

В частности, при тонком фрезеровании направляющих длиной до 600 мм и шириной до 40 мм из стали 58СМо₄ фрезой, осна­щенной пластинами из БВТС марки Т60 с v = 125 м/мин, S_z = 0,15 мм/зуб; t = 0,3 мм (критерием отказа служил параметр шерохова­тости Ra = 0,4 мкм), число обработанных деталей за период стой­кости фрезы составило 12 штук при шероховатости по всей обработанной поверхности Ra = 0,35 мкм.

При использовании торцо­вых фрез, оснащенных вольфрамосодержащим твердым сплавом, ше­роховатость обработанной поверхности при аналогичных условиях обработки составила Ra = 2,1 мкм.

В ряде случаев инструмент, оснащенный пластинами из БВТС, превосходит инструмент из твердых сплавов с износостойкими покрытиями и керамики. В частности, инструмент, оснащенный пластинами из БВТС марки SN80 фирмы «Feldmuhle» (ФРГ) [131] превосходит керамический инструмент при резании на скоростях 350–500 м/мин в условиях повышенных требований к прочности ре­жущих кромок и качеству обработанной поверхности.