Резцы из твердых сплавов
В 20-х годах прошлого столетия появился новый инструментальный материал - твердые сплавы, которые обладают высокой температуроустойчивостью - до 900 - 1000°С.
Твердые сплавы не содержат железа
Их основу составляют так называемые карбиды (химические соединения с углеродом тугоплавких металлов) вольфрама и титана. По своему строению металлокерамический твердый сплав напоминает шлифовальный круг. Сплав состоит из множества мельчайших карбидов, соединенных друг с другом кобальтом, который не только является своего рода цементирующим веществом, но и придает твердому сплаву вязкость.
Группы твердого сллава
Наша промышленность выпускает две группы твердых сплавов: вольфрамокобальтовые и титановольфрамокобальтовые. Сплавы первой группы состоят из карбидов вольфрама и кобальта и обозначаются буквами В К и цифрой, показывающей процентное содержание кобальта. Так, например, сплав В Кб содержит около 6% кобальта и около 94% карбидов вольфрама.
Сплавы второй группы помимо карбидов вольфрама имеют в своем составе еще карбиды титана. Обозначаются эти сплавы буквами ТК и цифрами. Цифра, стоящая после буквы Т, указывает процентное содержание карбидов титана, а цифра после буквы К - кобальта. Так, например, сплав Т15К6 содержит около 15% карбидов титана и около 6% кобальта, остальное (около 79%) - карбиды вольфрама.
В нашей стране начато изготовление и сплавов трех-карбидной группы, содержащих помимо карбидов вольфрама и титана также карбиды тантала. Такие сплавы трехкарбидной группы, как ТТ7К12 и ТТ7К15, отличаются весьма высокой прочностью и позволяют вести строгание наиболее труднообрабатываемых материалов, и в частности строгание поверхностей, полученных после сварки (по сварочному шву).
Твердые сплавы обладают высокими режущими свойствами; они не требуют термической обработки, а приобретают эти свойства в процессе изготовления.
Твердость
Одним из основных свойств твердых сплавов является их высокая твердость. Она колеблется в пределах 88- 90 HRA, тогда как твердость закаленной быстрорежущей стали равна 80-83 HRA. Такая высокая твердость позволяет обрабатывать твердыми .сплавами отбеленный чугун, закаленную сталь, стекло, мрамор и другие очень твердые материалы.
Твердость сплава зависит от содержания в нем кобальта. Чем больше кобальта, тем ниже твердость сплава. Так, сплав ВК6 менее твердый, чем сплав ВКЗ.
Карбиды титана имеют более высокую твердость, чем карбиды вольфрама, поэтому сплавы группы ТК тверже сплавов группы В К при одном и том же количественном содержании кобальта. Например, сплав Т14К8 обладает большей твердостью, чем сплав ВК8.
Твердые сплавы отличаются от других инструментальных материалов также высокой износоустойчивостью, т. е. сопротивлением, оказываемым истирающему действию стружки и поверхности резания, при этом сплавы группы ТК более износоустойчивы, чем сплавы группы В К.
Твердые сплавы обладают также высокой теплостойкостью- они сохраняют режущие свойства при нагреве до температуры '900-1000° С. И в этом случае сплавы группы ТК оказываются более теплостойкими, чем группы ВК.
С уменьшением в сплаве содержания карбида титана теплостойкость твердого сплава понижается. Так, сплав Т5КЮ менее теплостойкий, чем Т15К6.
Недостатки твердого сплава
Основным недостатком твердых сплавов является их большая хрупкость, которая уменьшается при увеличении содержания кобальта. Например, сплав Т15К6 более хрупкий, чем Т5К10. В связи с этим сплавы с большим содержанием кобальта применяются при черновой обработке. Низкокобальтовые сплавы используются при чистовой обработке; они обладают большей теплостойкостью и, следовательно, допускают большую скорость резания.
При равном содержании кобальта сплавы группы ВК более вязкие, чем группы ТК. Так, сплав ВКб более вязкий, чем TI5K6. Именно поэтому сплавы ВК применяются при обработке чугунов и других хрупких материалов, при резании которых отделяется стружка надлома, характеризующаяся тем, что центр ее давления на переднюю поверхность резца находится в непосредственной близости от режущей кромки, а это нередко приводит к ее выкрашиванию. Если в таком случае использовать сплав группы ТК, то стойкость инструмента будет еще меньшей. Обладающие большей износоустойчивостью сплавы ТК целесообразнее применять при обработке сталей и других вязких материалов, при резании которых отделяется сливная стружка, активно истирающая переднюю поверхность резца.
Строгание обычно осуществляют инструментом, оснащенным твердым сплавом наиболее прочных марок- ВК8 и Т5К10, которые лучше других противостоят выкрашиванию под влиянием ударной нагрузки.
При чистовом строгании применяют и сплавы с меньшим содержанием кобальта - ВК6 и Т15К6.
Припаиваемые твердосплавные пластинки
Твердые сплавы выпускаются в виде пластинок разнообразных форм и размеров. Эти пластинки припаиваются к стержням - державкам резцов из конструкционных сталей либо же крепятся к ним механическим способом.
Как показала практика применения твердых сплавов, при строгании наблюдается выкрашивание режущих кромок резцов даже при правильном выборе геометрии их заточки и режимов резания, при этом выкрашивание появляется не при рабочем ходе в результате ударного действия в процессе резания, а при обратном, когда задняя поверхность резца скользит по обработанной поверхности детали.
В целях устранения этого недостатка применяют специальные приспособления, автоматически поднимающие резец при обратном ходе.
