Твердые сплавы
Характеристика
Существует специальная маркировка, которая указывает свойства и характеристики сплава. В основе принципа маркирования – буквы, указывающие на наличие того или иного металла и цифры, показывающие его количество в %. Необходимо точно понимать их значение, так как от данных показателей зависит пригодность материала для проведения необходимых работ.
Классификация
Как и любые металлические материалы, твердые сплавы имеют собственную классификацию, которая помогает подобрать наиболее подходящий материал для своих целей.
В зависимости от способа получения, сплавы бывают:
Как видно из названия, литые сплавы изготавливают технологией литья. Среди них: стеллиты (которые состоят из хрома, вольфрама, углерода и никеля; как связка используется кобальт), сормайты (состоящие из хрома, углерода и никеля на железной основе), а также твердые сплавы, в которых в качестве основы использован никель. Чаще всего, в процессе литья применяется технология пресса, которая позволяет получить изделия высокого качества, требующие минимальной обработки перед использованием (однако, чаще всего необходимо проведение термической постобработки).
Спеченные сплавы (или металлокерамические), в свою очередь, производятся по технологии порошковой металлургии. Она представляет собой высокоточное производство, благодаря чему, получаемый на выходе материал имеет максимально высокую степень качества и не требует дополнительной обработки. Максимум, что может потребоваться – небольшая шлифовка полученного изделия. Металлокерамическими данные сплавы называют, потому что способ их производства схож с производством керамических изделий.
По химическому составу различают:
Вольфрамо-кобальтовые
Сплавы на основе карбида вольфрама – наиболее распространённые представители данной группы. К ним относятся BK6 и BK8, упомянутые выше. Сплавы можно разделить ещё на две группы, в зависимости от их состава: содержащие в своём составе вольфрам – как уже говорилось ранее, такие сплавы состоят из карбида вольфрама и ещё минимум одного металла, играющего роль связки (чаще всего таковым является кобальт).
В основном сплавы группы ВК используют для изготовления режущего инструмента. Это резцы, пластины.
Состав и характеристики сплавов ВК
Характеристика физико-механических свойств
Предел прочностипри изгибе
Из таких материалов получаются высококачественные инструменты, которые используются в промышленности, различных производствах и в быту, изготовление деталей различных конструкций. Это могут быть детали для автомобилей, механических предметов, приборов и любых механизмов. изготовление деталей, требующих высокой жаростойкости.
Титановольфрамовокобальтовые
Группа сплавов ТК производится для иструментов, выполняющих резание сталей, дающих сливную стружку. В основе состава карбид титана и карбид вольфрама. В связке идёт кобальт. Титан дает снижение адгезии со сталью, благодаря этому сплавы группы ТК более износостойкие при обработки сталей. При увеличении карбидов титана повышается твердость и износостойкость, но прочностьснижается.
Характеристика физико-механических свойств
Предел прочности при
Титанотанталовольфрамокобальтовые твердые сплавы
По ГОСТ 3882-74 имеется 5 марок. Титан в составе улучшает свойства и эксплуатационные показатели, выражающиеся в повышении прочности при обычной и повышенной температуре. Благодаря карбиду тантала в составе улучшается износостойкость при резании
Характеристика физико-механических свойств
Безвольфрамовые сплавы
Такие сплавы в СССР появились в 1970 гг. ввиду дефицита вольфрама. По ГОСТ 26530-85 существует две марки безвольфрамовых сплавов на основе карбидов, карбонитридов титана с никель-молибденовой связкой.
Содержание основных компонентов
Эти марки обладают меньшей прочностью и теплостойкости они не могут заменить традиционные вольфрамовые. Сплав КНТ16 хорошо подходит для прерывистого резания. А марка ТН20 может эффективно заменить Т30К4 и Т15К6. Им можно проводить чистовую и получистовую обработку незакаленной стали.
Так или иначе, благодаря своим свойствам сплавы массово применяются во многих производствах.
По классификации ИСО, твердые сплавы делят по областям применения при обработке резанием:
Сплавы группы Р маркируются синим цветом, М — желтым и К — красным цветом
Свойства
Основные свойства твёрдых сплавов: твердость; жаростойкость; прочность; износостойкость;
Однако, стоит понимать, что данные характеристики зависят от соотношения элементов, из которых изготовлен сплав. Так, например, материалы, в названии которых используется сочетание букв «BK» напрямую зависимы от размера от карбида вольфрама. При уменьшении зерна карбида, сплав становится более твёрдым. При этом, велика вероятность уменьшения его прочности. При увеличении зерна происходит обратный процесс – прочность увеличивается, но сплав получается менее твёрдый. Поэтому при закупке данного материала важно понимать значение маркировок, так они напрямую говорят о его свойствах.
Титаносодержащие сплавы более твердые и жаростойкие. Температура их плавления выходит за пределы 1200°C. Кроме того, они меньше подвержены окислению. Из недостатков можно отметить худшую теплопроводность, по сравнению с материалами группы «BK», а также слабую прочность при изгибаниях.Однако эта проблема решается добавлением в состав карбида тантала – сплавы, маркированные как «TTK» гораздо более прочны при работе.
Активному использованию в различных производствах способствует также и тот факт, что твердые металлы, как ни странно, весьма пластичны. Поэтому работать с ними можно как при высоких, так и при низких температурах. Однако, резать, гнуть и проводить прочую механическую работу следует с большой осторожностью в связи с большой ломкостью и слабой прочностью при изгибах. При обработке материала необходимо знать его плотность, так как от этого зависит его прочность. Так, например плотность вольфрамовых сплавов варьируется от 14 до 15 г/см³; титаносодержащих – от 9 до 13,5 г/см³; материала с примесью тантала – от 12 до 13,6г/см³.
От всех перечисленных свойств зависит, где и каким образом могут применяться твердые сплавы.
Примеры маркировки твердых сплавов
По принципу маркировки твердые сплавы делят согласно химическому составу:
Применение и продукция из твердых сплавов
Материал широко распространен в современной промышленности. Развивается и технология производства самих сплавов, улучшается их качество, меняется состав, появляются новые маркировки. Но помимо изменения самого материала, меняются и принципы работы с ним. Появляются новые типы соединений, наносимые на изделия, благодаря чему, они приобретают новые функции и роли в промышленности.
На сегодняшний день твёрдые сплавы применяются:
Перед закупкой инструмента, деталей или просто исходного материала, в составе которого есть сплавы, необходимо тщательно изучить к какому классу они относятся и какими свойствами обладают. В этом поможет понимание значений маркировок, которые указывают на состав изделия и, как следствие, на его способность выдерживать те или иные нагрузки. Каждый класс материала предназначен для применения в конкретной сфере производства и может быть абсолютно не пригоден для иной, что также следует учитывать.
Чипгуру
Поговорим о резцах и ТС пластинах
Поговорим о резцах и ТС пластинах
Сообщение #1 92rus » 28 фев 2016, 01:39
Методика нарезания резьб на токарном станке
Сообщение #2 морфей » 28 фев 2016, 02:25
Методика нарезания резьб на токарном станке
Сообщение #3 chkmatulla » 28 фев 2016, 03:09
Методика нарезания резьб на токарном станке
Сообщение #4 Гриша » 28 фев 2016, 14:21
Методика нарезания резьб на токарном станке
Сообщение #5 chkmatulla » 28 фев 2016, 14:42
Методика нарезания резьб на токарном станке
Сообщение #6 Денис# » 28 фев 2016, 14:46
Методика нарезания резьб на токарном станке
Сообщение #7 chkmatulla » 28 фев 2016, 14:47
Методика нарезания резьб на токарном станке
Сообщение #8 Гриша » 28 фев 2016, 14:50
Отправлено спустя 1 минуту 43 секунды:
Как выбрать нужную марку твердого сплава.
Как выбрать нужную марку твердого сплава.
Твердые сплавы из металлокерамики делятся на две группы:
— Титановольфрамовые сплавы «ТК» (с их помощью производят обработку стальных материалов и изделий);
— Вольфрамовые сплавы «ВК» (с их помощью осуществляется обработка цветных металлов и сплавов, материалов из чугуна и неметаллических изделий).
В свою очередь эти две группы подразделяются на марки твердых сплавов. Они имеют свои отличительные особенности (свойства), которые определяют условия и области использования данной марки. Свойства каждой из марок твердых сплавов предусмотрены так, чтобы выпускаемая продукция могла обеспечивать производство в любой его отрасли.
Очень важно правильно выбрать марку твердого сплава для каждого вида проводимых работ. Этот фактор очень важен и является одним из основным, им нельзя пренебрегать, от него зависит скорость и качество выполненной работы.
При выборе марки сплава следует исходить из следующих основных условий:
— Физико-механических и эксплуатационных свойств твердых сплавов;
— Характеристики обрабатываемого материала;
— Технических условий обработки и его вида;
— Характера требований, предъявляемых к точности обработки и чистоте обрабатываемых поверхностей;
— Состояние станка его кинематических и динамических данных.
Таблица физико-механических свойств твердых сплавов и его химический состав.
| Сплав (группа) | Марка сплава | Теоретический состав сплава (без учета наличия примесей), % | Физико-механические свойства | ||||
| карбид вольфрама | кобальт | карбид титана | предел прочности при изгибе, кг/мм 2 не менее | удельный вес | Твердость по Роквеллу, шкала А не менее | ||
| Вольфрамовая | ВК2 | 98 | 2 | — | 100 | 15,0-15,4 | 90,0 |
| ВК3 | 97 | 3 | — | 100 | 14,9-15,3 | 89,0 | |
| ВК6 | 94 | 6 | — | 120 | 14,6-15,0 | 88,0 | |
| ВК8 | 92 | 8 | — | 130 | 14,4-14,8 | 87,5 | |
| ВК11 | 89 | 11 | — | 150 | 14,0-14,4 | 86,0 | |
| Титано-вольфрамовая | Т5К10 | 85 | 9 | 6 | 115 | 12,3-13,2 | 88,5 |
| Т14К8 | 78 | 8 | 14 | 115 | 11,2-12,0 | 89,5 | |
| Т15К6 | 79 | 6 | 15 | 110 | 11,0-11,7 | 90 | |
| Т15К6Т | 79 | 6 | 15 | 110 | 11,0-11,7 | 91 | |
| Т30К4 | 66 | 4 | 30 | 90 | 9,5-9,8 | 92,0 | |
| Т60К6 | 34 | 6 | 60 | 75 | 6,5-7,0 | 90,0 | |
Сравнительные эксплуатационные свойства твердых сплавов.
Вольфрамовые марки твердых сплавов:
ВК2 – наиболее твердый, износоустойчивый и теплостойкий из всех сплавов вольфрамовой группы;
ВК3 – высокая износоустойчивость и твердость, но несколько ниже, чем у сплава ВК2;
ВК6 – меньшая износоустойчивость и твердость, чем у сплава ВК3, при большей эксплуатационной прочности;
ВК8 – высокая эксплуатационная прочность и сопротивляемость ударам, вибрациям и выкрашиванию, при меньшей износоустойчивости и твердости, чем у сплава ВК6;
ВК11 – наиболее прочный из всех указанных выше вольфрамовых твердых сплавов. Наиболее низкие твердость и износоустойчивость. Применяется при обработке специальных труднообрабатываемых материалов.
Титано-вольфрамовые марки твердых сплавов:
Т5К10 – наивысшая для титано-вольфрамовых сплавов эксплуатационная прочность. Менее тверд и износоустойчив, чем сплав марки Т14К8;
Т14К8 – Большая твердость, износоустойчивость и теплостойкость, чем у сплава Т5К10, при несколько меньшей эксплуатационной прочности;
Т15К6 – большая твердость, износоустойчивость и теплостойкость, чем у сплава Т14К8, при меньшей эксплуатационной прочности;
Т15К6Т – большая твердость, износоустойчивость, чем у сплава Т15К6, при незначительно пониженной эксплуатационной прочности;
Т30К4 – высокая твердость, износоустойчивость и теплостойкость, при значительно пониженной эксплуатационной прочности;
Т60Л6 – наиболее износоустойчивый и теплостойкий из всех сплавов титано-вольфрамовой группы, при наименьшей эксплуатационной прочности.
Ниже Вы можете ознакомится с таблицей рекомендаций по выбору марок твердых сплавов в зависимости от вида, характера и условий обработки, а также от обрабатываемого материала. Однако могут возникнуть случаи, в которых в силу специфичности операции, условий применения или обрабатываемого материала эта таблица окажется недостаточной.
Как выбрать нужную марку твердого сплава?
Таблица марок твердых сплавов
Таблица выбора марок твердых сплавов в зависимости от вида, условий обработки, характера и обрабатываемого материала.
Сплав Т15К6: расшифровка, свойства, использование
Химический состав
Основными компонентами металла являются карбидные соединения на основе титана и вольфрама, а также кобальт. Карбидные соединения представлены керамическим материалом, который обеспечивает твердость и теплостойкость.
Твердый сплав Т15К6 используется для резки стали, основная область применения – изготовление токарных резцов. Специалисты не рекомендуют использовать его для производства фрез, используемых для черновой обработки. Это обусловлено небольшим содержанием кобальта, который отвечает за прочность.
Прочностные характеристики материала дают возможность резать различные виды стали, в том числе высоколегированные сорта. При этом использование в условиях вибрации или динамического воздействия не допускается.
Марки
Вольфрамо-кобальтовые твердосплавные смеси производятся под маркой ВК. Их основными компонентами являются карбид вольфрама (WC) и кобальт (Co). Карбид обеспечивает твердость и тугоплавкость материала, а кобальт служит в качестве цементирующего металла-связки.
Еще одной важной группой являются титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые смеси твердых сплавов, выпускаемые под марками ТК и ТТК соответственно. Их основой по-прежнему является карбид вольфрама (WC), а металлом связкой — кобальт (Co). Однако, дополнительно они содержат карбид титана (TiC) — ТК, ТТК, а также карбид тантала (TaС) — ТТК.
Материалы различаются в зависимости от содержания кобальта. Число в конце марки обозначает его процентный состав. Например, твердый сплав ВК8 содержит 8% кобальта (Co), ВК6 — 6%, Т30К4 — 4%, ТТ7К12 — 12%. Также в их состав входят углерод (C), вольфрам (W), титан (Ti), тантал (Ta) в зависимости от группы.
Химический состав материалов ВК, ТК, ТТК регламентируется стандартом ТУ 48-19-60-78.
Применение
Область применения Т15К6 включает токарное дело, при этом инструмент может использоваться для чистовой и черновой обработки стали. Одним из видов оборудования является резьбонарезной элемент, который нарезает резьбу на внутренней и наружной части заготовки. Резцы применяются для чистовой фрезеровки, зенкования, развертки и т.д.
Сплав используется для мехобработки легированных и углеродистых сталей. При этом необходимо подобрать такой режим работ, который исключит чрезмерный нагрев.
Применение сплава Т15К6
Начнем, пожалуй, с самого простого. Первое, что вам следует понять, это то, что этот материал предназначен в основном для механической обработки сплавов и металлов. Чаще всего из него изготавливают резцовые плашки для токарных станков по металлу, реже – развертки для доводки выравнивания отверстий в заготовке, зенковки для снятия внутренних фасок тех же отверстий, фрезы для снятия определенного количества металла с поверхности заготовки, а также выборки углублений и формирования отверстий сложной формы. Последние три инструмента чаще всего используются для финальной, более деликатной обработки металлоизделия в то время, как резцами часто проводится грубая обработка детали, то есть придание основной формы.
Как нетрудно догадаться, сталь обладает как минимум незаурядными показателями прочности, так как применяется для изготовления режущего инструмента для токарной обработки металлов. И речь идет не о банальной твердости, но и об устойчивости к нагрузкам, ибо во время точения резец испытывает постоянную боковую нагрузку. И, конечно же, стойкость к повышенным температурам тоже крайне важна, ведь в процессе обработки в месте соприкосновения детали с режущей кромкой резца возникает трение.
Подобными характеристиками может обладать, пожалуй, только быстрорежущая вольфрамосодержащая сталь. Однако расшифровка Т15К6 дает понять наверняка – это никакая не быстрорежущая сталь, а сверхтвердый сплав, состоящий из нескольких сортов карбидов с добавлением некого связующего вещества. Так, по своей сути, это больше похоже на простой композитный материал из углеродосодержащих компонентов, нежели на сталь, однако во многих источниках Т15К6 нарекают именно сталью.
Из чего же конкретно и состоят резцы из Т15К6? Расшифровка условного наименования сплава нам сообщает, что его химический состав выглядит следующим образом:
Однако это лишь 21% от общей массы. Что же до доминирующего элемента, то в данном случае это карбид вольфрама.
Номенклатура
Материал является продуктом порошковой металлургии, что обусловлено специфическим способом получения. Заготовки представляют собой преимущественно листы и пластины напайного или многогранного типа. В первом случае максимальное распространение обеспечивается при изготовлении стандартных резцов, во втором – резцов для станков ЧПУ. Первый вид инструмента подвергается ручной заточке, а второй – автоматизированной, с использованием специального оборудования.
Расшифровка и состав т5к10
Сплав марки т5к10 относится к группе вольфрамо титановых сплавов. Главным его особенностью является высокое сопротивление абразивному износу. В частности, скользящей стружке заготовки. Помимо этого т5к10 обладает повышенной температурой схватывания поверхности со сталью, что способствует увеличению скорости резания, жесткости и стойкости инструмента.
Cплав является полностью продуктом порошковой металлургии. Компоненты сплава предварительно измельчаются и помещаются в определенном соотношении в специальную форму. Далее под воздействием температур свыше 3000 ºC и давления около 300 МПа происходит спекание химических элементов, собственно, образуя, сплав т5к10.
Т5к10 – твердый сплав с повышенной стойкостью к окислению. Его удельный вес составляет 13100 кг\м3. Не отличается высокими значениями, как тепло — так и электропроводности. Не выделяется также своими упругими характеристиками. Предельная пластическая деформация – 0,4%.
Сплав крайне устойчив к воздействию механических нагрузок. Временное сопротивление на изгиб равно 1450 МПа. Для сравнения аналогичный параметр стали обычного качества Ст.3 составляет всего лишь 38 МПа. Высокая твердость, порядка 88 единиц по шкале Роквелла, делает т5к10 невосприимчивым к поверхностному выкрашиванию.
Все вышеперечисленные особенности сплава стали такими благодаря наличию определенных химических элементов в его составе. Расшифровать т5к10 можно следующим образом:
Особенности производства
Изготовление сплава Т15К6 заключается в выполнении следующих процессов в установленной последовательности:
Аналоги
Конечно же, выплавка стали и ее последующая обработка – явление, можно сказать, распространенное, а значит, и средства для той самой обработки должны быть распространены повсеместно и в больших количествах. И неудивительно, что среди такого множества имеется несколько сплавов, напоминающих наш Т15К6. Расшифровка аббревиатур будет, скорее всего, отличаться, так как система обозначения у каждой страны может разниться, но в целом состав сплавов близок или идентичен российскому аналогу.
Итак, список выглядит примерно так:
Зная эти наименования, вы без труда сможете найти резец из необходимого вам сплава.
Твердые сплавы
Твердые сплавы – материалы с неоднородной (гетерогенной) структурой. Они состоят из тугоплавких соединений высокой твердости, связанных между собой металлом. При этом в качестве основы обычно выступают карбиды титана, вольфрама, хрома, тантала или их соединений. А функцию связки выполняет железо, кобальт, никель, либо их сплавы с разным процентным соотношением. Такие сплавы выдерживают серьезные нагрузки, устойчивы к износу и термическому воздействию (до 1500 °C).
Классификация
Твердые сплавы имеют различные классификации.
Из названия понятно, что для получения литых твердых сплавов используется метод литья. К их числу относятся:
– сормайты (основа – железо; добавки: кремний, хром, углерод, никель),
– стеллиты (в основе кобальт и хром; добавки: никель и вольфрам),
– стеллитоподобные сплавы (основа – никель; добавки: хром, углерод, железо; в отличие от стеллитов, у них низкая химическая стойкость).
Для производства спеченных сплавов используется порошковая металлургия. Она позволяет задавать материалу именно те свойства, которые нужны для решения определенных задач. У спеченных сплавов существует альтернативное название «металлокерамические». Оно возникло из-за идентичности производственных технологий с керамикой.
Данный способ позволяет добиваться высочайшей точности изделий. Это избавляет производителей от последующей трудоемкой доводки, ограничиваясь легкой обработкой (шлифовкой, травлением кислотами, ультразвуком и т. п.).
Наиболее распространенными сплавами такого типа являются:
– вольфрамовые – ВК (ВК8, ВК10),
– титано-вольфрамовые – ТК (Т15К6, Т14К8),
– титано-тантало-вольфрамовые – ТТК (ТТ7К12, ТТ8К6).
На нашем сайте можно купить твёрдые сплавы вольфрамо-кобальтовые ВК6, ВК8, ВК15, ВК20 и титано-вольфрамо-кобальтовые Т15К6, Т5К10, Т14К8, Т30К4
Накладки из сплавов фиксируют на инструментах двумя способами:
По этому параметру сплавы можно сгруппировать на:
В их основе почти всегда находится карбид вольфрама, но также применяют карбиды тантала и титана. Металло-связкой является никель или кобальт, либо связка молибдена и никеля.
Классификация и разновидности резцов
По конструктивным параметрам:
По направлению подачи:
Левые. Главная режущая кромка резца, развернутого к поверхности обрабатываемой заготовки, находится с правой стороны.
По расположению главной режущей кромки относительно стержня резца:
По материалу, из которого изготовлена рабочая часть:
Из твердых сплавов:
Из быстрорежущей стали марок:
