Твердый сплав

Для того, чтобы изготовить режущий инструмент, обладающий красностойкостью 800-900^оС и повышенными эксплуатационными свойствами, широко используют пластины, изготовленные из спеченных твёрдых сплавов. Основу твёрдосплавных пластин составляют порошки карбидов вольфрама, которые в процентном соотношении составляют от 66 до 97%, и металлический кобальт, составляющий от 3 до 25%. В зависимости от требований, предъявляемых к свойствам твёрдосплавных пластин, в их состав добавляют карбид тантала от 2 до 12% и карбид титана от 3 до 30%.

Подразделяются твёрдые сплавы на три группы: ВК – вольфрамокобальтовые сплавы, созданные на основе карбидов вольфрама; ТК – титано-вольфрамовые сплавы, на основе титана и карбидов вольфрама; ТТК – титанотанталовольфрамовые сплавы, созданные на основе тантала, вольфрама и карбидов титана. В состав всех твёрдых сплавов добавляется кобальт, в качестве связующего элемента.

От содержания кобальта зависит твёрдость и прочность твёрдых сплавов. При увеличении в составе кобальта, увеличивается прочность при изгибе, но твёрдость снижается. Также кобальт оказывает влияние на красностойкость сплава увеличение содержания кобальта снижает красностойкость. Входящий в состав титан повышает износостойкость и красностойкость сплава.
Вольфрамовая группа сплавов различается размером карбидных зёрен при одинаковом химическом составе, от этого зависит область применения и их физико-химические показатели.
Особомелкозернистые – размер зёрен не более 1мкм и не менее 50% зёрен карбидной фазы. Обозначение буквами ОМ в конце (ВК10ОМ, ВК6ОМ).
Мелкозернистые - размер зёрен не более 1мкм и не менее 70% зёрен карбидной фазы. Обозначается буквой М в конце (ВК6М).
Среднезернистые – зёрна карбидов 1-2 мкм.
Крупнозернистые – зёрна карбидов 2-5 мкм, обозначаются буквой В в конце (ВК8В).

Крупнозернистые сплавы имеют высокую прочность, но невысокие теплостойкость и износостойкость. Хорошо сопротивляются циклическим нагрузкам и ударам. Эффективны при обработке труднообрабатываемых материалов при черновом точении, при наличии неравномерного припуска, корки, трещин и раковин на поверхности. Особомелкозернистые и мелкозернистые сплавы с высоким содержанием кобальта (ВК10ОМ, ВК10М) используются в основном при изготовлении мелкозернистого инструмента, такого как метчики, свёрла. Эти сплавы более износостойки в отличии от ВК6М и ВК3М, но имеют меньшую эксплуатационную прочность; такой инструмент применяется при повышенных режимах резания на чистовых и получистовых операциях.

При выборе марки твёрдого спечённого сплава прочность и красностойкость являются основными характеристиками определяющими область применения с максимальной эффективностью.