 |
 |
 |
 |
ржавеющих и жаропрочных сталей и сплавов и других труднообрабатываемых, в частности, термически обработанных сталей.
Применять кобальтовые стали для инструментов, работающих в условиях переменных и ударных нагрузок, нерационально из-за ускоренного выкрашивания и поломок режущей части. При введении в быстрорежущую сталь ванадия в количестве 2% и более образующийся при отпуске карбид VC позволяет повысить твердость стали. Твердость карбида ванадия VC более высокая, чем карбида вольфрама, и поэтому стали с содержанием ванадия 4-5% получают твердость HRC 66-67. Теплостойкость ванадиевых сталей также повышена и составляет 630-635° С. Прочность ванадиевых сталей несколько ниже, чем сталей Р18 и Р9.
Шлифование ванадиевых сталей затруднено; износ шлифовальных кругов значителен и время на шлифование и заточку повышено по сравнению с обработкой сталей Р18 и Р9; поэтому для шлифования ванадиевых сталей следует применять наиболее качественные абразивы. Ванадиевые стали рекомендуется применять для сложных инструментов (протян<ек, шеверов и т. д.), предназначенных для чистовой обработки конструкционных сталей повышенной прочности. Быстрорежущие стали, содержащие ванадий и кобальт, характеризуются существенным повышением теплостойкости и износостойкости. Они обладают наиболее высокой режущей способностью, примерно на 30% большей, чем у стали Р18.
Также нашли применение и быстрорежущие стали, содержащие молибден в количестве 3-4% (марок Р6МЗ, Р9М4 и Р12МЗ). Эти стали по сравнению со сталью Р18 обладают большей (в 1,5- 3 раза) стойкостью, более пластичны в отожженном состоянии и более тверды в закаленном состоянии. Рекомендуется применять их для инструментов, изготовляемых методом пластических деформаций, а также работающих при значительных нагрузках.
§ 2. ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ
Твердые (металлокерамическне) сплавы состоят из тугоплавких карбидов, распределенных в кобальтовой связке. Карбиды обладают значительными твердостью и теплостойкостью и обеспечивают высокую режущую способность инструментов, а связка обладает вязкостью и создает у инструментов необходимое сопротивление изгибу и удару. Твердые сплавы в результате повышения скоростей резания в 3-4 раза позволяют значительно повысить производительность труда в машиностроении.
В зависимости от вида карбидов твердые сплавы разделяются на вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфра-мовые. Сплавы этих групп далее подразделяются на марки, различающиеся между собой содержанием входящих в них компонентов или структурой и соответственно этому также
физико-механическими свойствами. Ориентировочный химический состав и физико-механические свойства твердых сплавов основных марок приведены в табл. 4. Маркировка сплавов включает указание
Таблица 4
Ориентировочный химический состав и физико-механические свойства
твердых сплавов
Состав в | |||||||
О) X | |||||||
Группа сплавов | с к 5 | ||||||
а « S | If US | rt XD О | д к « | CJ О К & | |||
Вольфра- | 15,0-15,4 | 90,0 | |||||
мовая | БКЗМ | 15,0-15,3 | 91,0 | ||||
14,9-15,1 | 89,5 | ||||||
ВК4В | 14,9-15,1 | 88,0 | |||||
ВК6М | 14,8-15,1 | 90,0 | |||||
В Кб | 14,6-15,0 | 88,5 | |||||
ВК6В | 14,6-15,0 | 87,5 | |||||
14,4-14,8 | 87,5 | ||||||
ВК8В | 14,4-14,8 | 86,5 | |||||
14,2-14,6 | 87,0 | ||||||
ВК15 | 13,9-14,1 | 86.0 | |||||
Титано- | Т30К4 | 9,5-9.8 | |||||
вольфрамовая | Т15К6 | 11,0-11,7 | |||||
Т14К8 | 11,2-12,0 | 89,5 | |||||
Т5К10 | 12,3-13,2 | 88,5 | |||||
Т5К12В | 12,8-13,3 | 87,0 | |||||
Титанотан- | ТТ7К12 | 13,0-13.3 | |||||
таловоль- | ТТ10К8В | 13,5-13,8 | 89,0 | ||||
фрамовая | |||||||
Примечание. Дополнительно в сплаве 3% карбида тантала, а в сплаве ТТ10К8В -7%.
ТТ7К12 содержится
на их группу (В, Т или ТТ), содержание карбидов титана или титана + тантала (указывается после букв Т или ТТ) и содержание кобальтовой связки; остальным в содержании твердых сплавов являются карбиды вольфрама. Например, сплав ВК8 - это сплав вольфрамовой группы с содержанием карбидов вольфрама 92% и кобальтовой связки 8%, сплав ТТ7К12 - сплав титанотантало-вольфрамовой группы с содержанием карбидов титана и тантала 7%, карбидов вольфрама 81% и кобальтовой связки 12%. Буквы М и В, стоящие в конце маркировки, показывают, что структура данного сплава мелкозернистая (М) или крупнозернистая (В).
Твердые сплавы изготовляются методами порошковой металлургии путем прессования и спекания порошковых смесей, включа-
ющих карбиды и связку. Они выпускаются в виде пластинок различных форм и размеров согласно ГОСТу 2209-66 и нормалям машиностроения (МН 3907-62, МН 3908-62 и др.). В последнее время широко применяют мелкие инструменты (сверла, фрезы, развертки и др.), целиком или частично выполненные из твердых сплавов, называемые цельнотвердосплавными. В тех случаях, когда при изготовлении инструмента с него надо снять значительный слой металла, применяют пластифицированные заготовки, которые после предварительного спекания возможно обрабатывать резанием. После их обработки выполняется окончательное спекание, и тогда лишь инструмент приобретает высокую твердость.
Содержание кобалыпа/o а)
Содержание карбидов титана % 6)
Рис. 1. Влияние содержания карбидов титана и кобальта, на свойства твердых сплавов
Сплавы вольфрамовой группы обладают значительной вязкостью и высокой износостойкостью при обработке хрупких материалов (чугунов и пластмасс). Применение вольфрамовых сплавов для обработки вязких металлов возможно, но при этом допускаемые скорости резания увеличиваются не намного. Например, при точении конструкционных сталей резцами с пластинками из твердого сплава ВК8 можно увеличить скорость резания по сравнению с быстрорежущими резцами лишь в 1,85 раза.
С повышением содержания кобальта сопротивление изгибу а„ у сплавов возрастает (рис. 1, й), а допускаемая скорость резания (коэффициент /Си) снижается. В связи с этим сплавы с малым содержанием связки - ВК2 и ВКЗМ следует применять для чистовыхработ с небольшими и постоянными нагрузками, а сплавы со значительным содержанием связки - ВК6 и ВК8 -для черновых работ при значительных и, в частности, переменных и ударных нагрузках. Чем тяжелее условия работы, тем более вязкие сплавы необходимо применять для устранения поломки инструмента. С целью повышения режущей способности сплавов улучшают технологию их изготовления и изменяют структуру. Сплав марки ВК4 изготовляется по -улучшенной технологии [42] и вследствие этого прочность его высокая, а скорость резания, по
0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129