Твёрдые сплавы
Получаются путём сбегания различных элементов карбидов Ti, V, Ta. Связующим веществом является кобальт (Co).
· Твёрдые сплавы могут быть однокарбидные, двухкарбидные и трёхкарбидные.
- Однокарбидные: ВК2, ВК3, ВК4 (встречается редко),ВК6, ВК8 (даны в порядке уменьшения режущих свойств, но прочность увеличивается).
В – карбиды вольфрама, К – кобальт.
ВК3М – структура мелкозернистая(высокая твёрдость),
ВК8В – структура крупнозернистая (высокая прочность),
ВК60М – особо мелкозернистая,
ВК60М – особо мелкозернистая, легированная хромом.
Применяются для обработки чугуна при высоких нагрузках и черновой обработки закалённой стали.
tкрит.=8000С, HRA 88-90, sизг.=100-140 кгс/мм2.
- Двухкарбидные (титановольфрамокобальтовые): Т5К10, Т15К6, Т30К4, Т14К8.
Т – карбиды титана, К – кобальт, остальное – вольфрам.
Т30К4 – применяется при чистовой обработке закалённой стали.
tкрит.=900-10000С, HRA 89-92, sизг.=95-120 кгс/мм2.
- Трёхкарбидные типа ТТК: ТТ7К12, ТТ7К4.
Первая Т – титан, вторая Т – тантал, К – кобальт.
ТТ7 – показывает, что сумма титана и тантала – 7%.
По прочности занимают промежуточное положение.
Применяются, когда на режущий клин действует большая нагрузка.
tкрит.=9000С, HRA 88,5, sизг.=150 кгс/мм2.
· Твёрдые сплавы с покрытиями
Для увеличения износостойкости твёрдые сплавы покрывают тонким слоем карбидов, нитридов, карбонитридов, боридов и других различных элементов (тантал, титан, молибден). Покрытие делают либо напылением, либо диффузионным способом.
· Безвольфрамовые твёрдые сплавы:
Основаны на Ni-Mo связке.
сплавы на основе карбидов титана и ниобия;
Марки ТМ1, ТМ3.
Титан и ниобий в ТМ1 – около 90%,
ТМ3 – 64% карбида титана и ниобия, всё остальное - Ni-Mo связка.
ТМ1 - HRA 91-92, sизг.=80 кгс/мм2,
ТМ3 - sизг.=120 кгс/мм2.
На основе только карбидов титана: ТНМ-20, МНТ1-А2; на основе карбидов и нитритов титана.
КТН-16 – 16% никеля и молибдена, КТН–20 – 20% никеля и молибдена.
Минералокерамика
· ЦМ-332 – получают методом спекания, основой является окись алюминия Al2O3.
Спекают:
при температуре 11000С за время 2 часа;
при температуре 1720-17600С за 10-15 часов.
Делают в виде пластин.
HRA 91-93, tкрит.=12000С, sизг.=30-40 кгс/мм2, sсж. – превышает твёрдый сплав.
· Металлизированная металлокерамика (керметы)
Для увеличения прочности вводят добавки W, Ti, Mo. Износостойкость, твёрдость, теплостойкость снижаются, но несмотря на это эти сплав широко применяются при повышенных нагрузках, так как они имеют повышенную изгибную прочность.
Марки: В-3, ВОК-60, ВОК-63.
Применяются при обработке труднообрабатываемых материалов, причём закалённых. Можно обработать чугун.
1.6.6 Алмазы
Алмаз – кристаллический углерод, который встречается в природе (Якутское).
Получают искусственным путём пи высоком давлении в 200 тыс. атм. и высоких температурах – 24 тыс. градусов.
Достоинства:
1) алмаз – самое твёрдое в природе вещество, его микротвёрдость – 10000 кгс/мм2, это в 7 раз выше микротвёрдости карбида вольфрама.
2) очень высокая теплопроводность;
3) очень малое (удельное) расширение (линейное);
4) низкий коэффициент трения;
5) самая высокая долговечность;
6) малая склонность к адгезии.
Адгезия – схватываемость двух материалов.
Недостатки:
низкий sизг.=30 кгс/мм2, sсж.=200 кгс/мм2;
tкрит.=7000С (происходит графитизация алмаза);
низкая химическая устойчивость. При температуре 7500С происходит интенсивное растворение углерода в железе;
высокая стоимость (в 50 раз дороже твёрдых сплавов, алмаз применяется при обработке цветных материалов, стойкость высокая – несколько лет).
Синтетические сверхтвёрдые материалы
· кубический нитрид бора (КНБ) - кубическое соединение бора и азота.
Технология производства сходна с алмазами, t0 1360-20000C, давление 60-200 тыс. атм., sизг.= до 100 кгс/мм2, tкрит.=1200-13000С.
Применяют при обработке закалённых сталей с твёрдостью до 50 единиц, показывает высокий класс шероховатости (1й-2й).
· поликристаллы (композиты)
- Композит-01 (эльбор-р), композит-02 (белбор) применяются для обработки закалённых сталей с HRC до 70 единиц.
- Композит-05 применяется для обработки чугунов.
- Композит-10 - гексанит-р (1972)– сверхтвёрдый инструментальный материал. Исходное сырьё – нитрид бора, спекается при сверхвысоком давлении. Применяется для чистовой обработки закалённой стали до 62 HRC. Можно использовать вместо шлифования.
Vрез.=50-300 м/мин.; подача S=0,02-0,2 мм/об; глубина резания t=0,1-0,5 мм.