www.mexanik.ru

ВВЕДЕНИЕ

В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года» предусмотрено опережающее развитие машиностроения и металлообработки. Большое значение в развитии машиностроения и металлообработки имеют инструментальные материалы и прежде всего порошковые твердые сплавы.

Порошковые (спеченные) твердые сплавы — это композиции, состоящие из твердых, тугоплавких соединений (карбид титана, вольфрама, тантала и др.) в сочетании со значительно более легкоплавкими металлами, носящими название «цементирующих» («связывающих»). Наиболее широкое развитие получили твердые сплавы, которые изготовляют на основе карбидов вольфрама, титана, тантала или сочетаний этих карбидов с карбидом ниобия, ванадия, хрома в качестве небольших добавок. «Цементирующим» металлом в сплавах служат кобальт, а иногда никель, железо, молибден. При спекании порошкообразных тугоплавких компонентов с порошками цементирующих металлов последние плавятся, растворяя небольшую долю твердых тугоплавких соединений.

Структура спеченных твердых сплавов гетерогенна, состоит из частиц твердых соединений и участков цементирующих веществ. Размеры частиц твердой карбидной и более мягкой цементирующей фаз обычно весьма малы и для большинства технических сплавов составляют 0,5—10 мкм.

Твердые сплавы применяют главным образом для оснащения различного рода инструментов, например, при обработке резанием металлов и неметаллических материалов, бурении горных пород, а также бесстружковой обработке металлов волочением, давлением, штамповкой, прокаткой и т. д.

Объем твердых сплавов, выпускаемых для оснащения инструментов, подразделяется следующим образом: режущих —65— 68 %; горно-буровых —22—27 %; используемых при бесстружковой обработке —8—10 %.

Твердые сплавы как инструментальные материалы обладают рядом ценных свойств, основным из которых является высокая твердость (HRA 82—92), сочетающаяся с высоким сопротивлением изнашиванию. Эти свойства сохраняются в значительной степени и при повышенных температурах.

Сплавы не подвергаются заметному пластическому деформированию при низких температурах и почти не подвержены упругому деформированию: модуль упругости составляет 500—700 ГПа, т. е. выше, чем у всех известных в технике материалов.

Твердые сплавы характеризуются также весьма высоким пределом прочности при сжатии — до 6 ГПа. Предел прочности при изгибе и ударная вязкость этих сплавов относительно невелики; предел прочности при изгибе 1,00—2,5 ГПа. Эти сплавы обладают относительно высокими электропроводностью и теплопроводностью, почти такими же, как железо и его сплавы. Твердые сплавы весьма устойчивы к воздействию кислот и щелочей, некоторые из них заметно не окисляются на воздухе даже при 873—1073 К.

Способность твердых сплавов сохранять достаточно высокую твердость и сопротивляться деформированию при высокой температуре в сочетании с удовлетворительной прочностью является важным преимуществом перед другими инструментальными материалами.

Различают четыре группы инструментальных твердых сплавов в зависимости от состава их карбидной основы;
на основе WC—Со (сплавы некоторых марок этой группы содержат небольшие добавки других карбидов — ванадия, ниобия, тантала);
на основе WC—TiC—Co;
на основе WC—TiC—ТаС—Со;
на основе TiC и TiCN с различными связками.

За последнее десятилетие создано очень много новых марок твердых сплавов, разработаны методы обработки и новые конструкции инструментов из этих материалов. Основной тенденцией в металлообработке стало применение сменных многогранных пластин (СМП). Разработаны СМП с износостойкими покрытиями, нашла более широкое применение режущая керамика. Создана новая группа твердых сплавов — безвольфрамовые сплавы, в составе которых нет дефицитных элементов: вольфрама, тантала и кобальта.

Отечественная промышленность освоила выпуск твердых сплавов новых марок, СМП и режущего инструмента на их основе, который применяется всеми отраслями промышленности с высокой эффективностью.

Успехи в электроэрозионной обработке и создании высокопроизводительного алмазного инструмента позволили в промышленных масштабах освоить изготовление инструмента высокой сложности для обработки металлов давлением: вырубных штампов, прокатных валков и т. п.

Авторы справочника поставили перед собой цель систематизировать последние достижения в области создания твердых сплавов новых марок, твердосплавных изделий и твердосплавного инструмента, а также обобщить рекомендации и передовой опыт предприятий по рациональному применению твердосплавного инструмента для металлообработки.

Назад, на страницу описания