Состав и характеристики физико-механических свойств титановольфрамовых марок твердых сплавов по ГОСТ 3882–74

* Предел прочности при поперечном изгибе определяют на шлифованных образцах

Так же, как и у сплавов ВК, предел прочности при изгибе и сжатии, а также ударная вязкость у сплавов ТК увеличиваются с ростом содержания кобальта.

С увеличением содержания углерода в пределах трехфазной области прочность при изгибе растет, а твердость и износостойкость снижаются.

Наличие структурно свободного уг­лерода приводит одновременно к снижению прочности, твердости и износостойкости при резании. Присутствие в сплаве h–фазы сни­жает предел прочности при изгибе, но повышает твердость и из­носостойкость при резании.

У сплавов с одинаковым содержанием кобальта и одинаковым размером карбидных фаз предел прочности при изгибе и сжатии, ударная вязкость, пластическая деформация и модуль упругости уменьшаются при увеличении содержания карбида титана.

В соответствии с приведенными закономерностями меняются и режущие свойства сплавов: увеличение содержания кобальта при­водит к снижению износостойкости сплавов при резании, а с ростом содержания карбида титана (при постоянном объемном со­держании кобальта) повышается износостойкость, но одновременно снижается эксплуатационная прочность. Поэтому такие марки сплавов, как ТЗОК4 и Т15К6, обладаю­щие максимальным запасом пластической прочности, применяют в условиях чистовой и получистовой обработки стали с высокой скоростью резания, малыми и умеренными нагрузками на инстру­мент. Сплавы Т5К10, Т5К12 с наибольшим содержанием кобальта и запасом хрупкой прочности предназначены для работы в тяжелых условиях ударных нагрузок с пониженной скоростью резания.

Титанотанталовольфрамовые твердые сплавы. Промышленные титанотанталовольфрамовые твердые сплавы (сплавы ТТК) состоят из трех основных фаз: твердого раствора (Ti, W, Та)С, карбида вольфрама и твер­дого раствора на основе кобальта.

Введение в сплавы карбида тантала улучшает их физико-ме­ханические и эксплуатационные свойства, что выражается в уве­личении прочности при изгибе и твердости при комнатной и повы­шенной температурах, увеличении работы деформации при повышен­ных температурах.

Карбид тантала в сплавах снижает ползучесть, существенно повышает предел усталости трехфазных сплавов при циклическом нагружении, а также повышает термостойкость и стойкость против окисления на воздухе.

Стандарт (ГОСТ 3882–74) содержит пять марок сплавов этой группы – ТТ8К6, ТТ10К8‑Б, ТТ7К12, ТТ20К9 и Т8К7, в которых содержание карбида тантала колеблется от 2 до 12% (табл. 11.8).

Исследование режущих свойств сплавов ТТК показало, что увеличение в сплаве содержания карбида тантала повышает его износостойкость при резании, особенно за счет меньшей склон­ности к лункообразованию и разрушению под действием термоцик­лических и усталостных нагрузок.

С учетом отмеченных свойств, сплавы ТТК рекомендуют для тяжелой обработки, резания труднообрабатываемых материалов при значительном термомеханическом нагружении инструмента, а также операций прерывистого резания, особенно фрезерования, отличающихся переменным сечением среза и циклическими термомеханическими нагрузками на режущую часть инструмента.

Наибольшей хрупкой прочностью среди сплавов группы ТТК об­ладает сплав ТТ7К12, который рекомендуют для обработки стали в особо неблагоприятных условиях (прерывистое точение, строга­ние, черновое фрезерование). Применение инструмента из сплава ТТ7К12 взамен быстрорежущего инструмента позволяет повысить скорость резания в 1,5–2 раза [99].

Для операций фрезерования рекомендуются сплавы марки ТТ20К9 (для обработки стали) и ТТ8К7 (для обработки чугуна). Для чистового и получистового точения, растачивания и фрезерования серого и ковкого чугуна, цветных металлов, непре­рывного точения высокопрочных, нержавеющих сталей, в том числе и термообработанных, а также титановых сплавов предназначен сплав марки ТТ8К6.

Черновое, получерновое точение и фрезерование высоколеги­рованных, нержавеющих и жаропрочных сталей и некоторых сплавов успешно осуществляются инструментом из сплава марки ТТ10К8‑Б.

Таблица 11.8