титанотанталовольфрамовых марок

твердых сплавов для резания (ГОСТ 3882–74)

* Предел прочности при поперечном изгибе определяют на шлифованных образцах

К группетанталосодержащих сплавовследует отнести и так называемые сплавы МС, выпуск которых освоен по лицензии, за­купленной у фирмы «Sandvik Coromant» (Швеция) (табл. 11.9).

Сплавы марок МС101, МС111, МС121, МС131 и МС146 предназ­начены для обработки стали и стального литья в различных усло­виях, сплавы МС211, МС221 и МС241 – для резания труднообраба­тываемых материалов, а сплавы марок МС301, МС306, МС312, МС313 и МС321 – для обработки чугуна и цветных металлов. Сплавы мар­ки МС137 и МС318 предназначены для фрезерования стали и чугу­на соответственно.

Исследования режущих свойств сплавов МС [17, 65] показали их высокую надежность по сравнению со стандартными сплавами, что связано с повышенной стабильностью физико–механических свойств сплавов МС. Поэтому более высокая стоимость (на 40–60%) сплавов МС по сравнению со стандартными сплавами впол­не оправдана высокой стабильностью режущих свойств и эксплуа­тационной надежностью инструмента, оснащенного пластинами МС.

Таблица 11.9

Основные свойства сплавов группы «МС»

(ТУ 48–19 308–80)

Безвольфрамовые твердые сплавы (БВТС). В связи с высокой дефицитностью основных компонентных составляющих твердого сплава, и прежде всего W и Со, в стра­нах СНГ развернуты широкие изыскания по разработке экономнолегированных беэвольфрамовых твердых сплавов.

Перспективным нап­равлением разработки безвольфрамовых твердых сплавов (БВТС) оказалось создание сплавов на основе карбонитрида и карбида титана с никель–молибденовой связкой.

Сплавы отличаются высокой твердостью, окалиностойкостью, имеют низкий коэффициент трения по стали и пониженную склон­ность к адгезионному взаимодействию с обрабатываемым материа­лом, что уменьшает износ инструмента по передней поверхности при обработке стали и позволяет получить при обработке сталей низкую шероховатость обработанной поверхности и высокую раз­мерную точность. В то же время безвольфрамовые сплавы имеют более низкий модуль упругости, а следовательно, и сопротивле­ние упругим и пластическим деформациям, чем вольфрамосодержащие, меньшую теплопроводность и ударную вязкость, поэтому они хуже сопротивляются ударным и тепловым нагрузкам, также отли­чаются пониженной жаропрочностью, т.е. интенсивно разупрочняются при более низких температурах, чем сплавы типа ТК.

Указанные свойства определили и области рационального применения сплавов при обработке материалов резанием: главным образом чистовая и получистовая обработка при точении и фрезе­ровании углеродистых и легированных сталей с высокой скоростью резания и относительно небольшим сечением среза взамен титановольфрамовых сплавов.

Эффективно применение безвольфрамовых сплавов в виде сменных многогранных пластин, так как при напайке и заточке из-за низкой теплопроводности возможно появление внутренних напряжений и, как следствие, трещин на пластинах, а также сни­жение их эксплуатационной стойкости.

Таблица 11.10

Состав и основные свойства промышленных марок БВТС

Промышленность страны выпускает две стандартные марки безвольфрамовых сплавов в соответствии с ГОСТ 26530–85 (табл. 11.10). С учетом относительно низких значений теплостойкости и пластической прочности БВТС проведены исследовательские работы по совершенствованию их свойств за счет упрочнения связки или карбонитридной фазы. Результатом таких разработок стало появ­ление новых марок БВТС с улучшенными свойствами по хрупкой и пластической прочности.

Примером совершенствования БВТС могут служить сплавы ЛЦК20, карбонитридная фаза которых легирована циркони­ем, сплавы ТВ4, ЦТУ и НТН30, связки которых имеют заметно бо­лее высокую прочность и теплостойкость за счет легирования соответственно карбидом вольфрама, вольфрамом и карбидами ти­тана и ниобия. Новая группа сплавов этого типа имеет повышен­ную эксплуатационную надежность и расширенную область примене­ния. В частности, сплавы ТВ4, НТНЗО рекомендуют для черновой обработки стали при фрезеровании и точении (области применения P20–P30).

Состав и некоторые свойства БВТС повышенной прочности по­казаны в табл. 11.11.

Таблица 11.11

Состав и свойства БВТС повышенной прочности

* НТН30 – по ТУ-48-4206-331-88, ЦТУ – по ТУ-48-4206-365-89, ТВ4 – по ТУ-48-19-429-87

Эффективность применения БВТС зависит от правильности подготовки инструмента, выбора режимов резания и условий обра­ботки, включая обрабатываемый материал. Например, стандартный БВТС марок ТН‑20, КНТ‑16 не рекомендуется при обработке труд­нообрабатываемых материалов, твердых чугунов и закаленных ста­лей.

Опыт внедрения существующих безвольфрамовых сплавов и прогнозируемое расширение их применения в связи с появлением новых более совершенных марок показывает, что при выпуске тре­буемой номенклатуры изделий и обеспечении стабильного уровня качественных показателей, около 25–30% объема выпуска вольфрамосодержащих сплавов для обработки стали может быть заменено на безвольфрамовые.

Области применения твердых сплавов. При анализе областей применения марок твердых сплавов, обладающих различными свойствами, обычно используют рекомендации международной организации стандартов ИСО (ISO), которые предусматривают использование сплавов с учетом уровня основных свойств каждой марки (ГОСТ 3882–74) в зависимости от условий обработки (t, S, v, характер операции, обрабатываемый материал, тип формируемой стружки и т.п.). В соответствии с этими рекомендациями твердые сплавы классифицируют на три основ­ные группы резания Р, М, К, которые, в свою очередь, делятся на подгруппы применения в зависимости от условий обработки (табл. 11.12).

Чем больше индекс подгруппы применения, тем ниже из­носостойкость твердого сплава и допустимая скорость резания, но выше прочность (ударная вязкость), и допустимая подача, и глубина резания (см. табл. 11.12). Таким образом, малые ин­дексы соответствуют чистовым операциям, когда от твердых сплавов требуется высокая износостойкость и малая прочность, а большие индексы соответствуют черновым операциям, т.е. когда твердый сплав должен обладать высокой прочностью. В связи с этим каждая марка имеет свою предпочтительную область примене­ния, в которой она обеспечивает максимальные работоспособность сплава и производительность процесса обработки.