Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

 
 

---

27 
27 
Существенным недостатком деформированных быстрорежущих сталей 
является карбидная неоднородность, что отрицательно влияет на эксплуата-
ционную стойкость инструментов, способствует выкрашиванию рабочих 
кромок. Эффективный способ устранения – применение технологии порош-
ковой металлургии. 
ТЕМА № 4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И 
СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ 
 
ЛЕКЦИЯ №7 
1.
 
Твердые сплавы как класс современных инструментальных ма-
териалов 
2.
 
Состав, технология производства, структура и свойства твердых 
сплавов 
3.
 
Основные группы твердых сплавов, маркировка, области рацио-
нального применения 
 
 
1. 
Твердые сплавы (ТС)
 
положили начало новому этапу в механообра-
ботке, связанному с преодолением очередного скоростного и теплового барьера.
Их применение позволило значительно повысить скорость резания – до 
500…800 м/мин, что существенно превышает скорости резания, принятые для 
инструментов из быстрорежущей стали (в 5…10 раз). 
Твердые сплавы явля-
ются основным инструментальным материалом, обеспечивающим высоко-
производительную обработку резанием. 
 
Общее количество твердосплавного инструмента, применяемого в ме-
ханообрабатывающем производстве, составляет до 50%, причем этим ин-
струментом снимается до 80% стружки, что связано с высокими значениями 
реализуемой скорости резания. 
Области применения твердых сплавов: черновая, получистовая и чи-
стовая обработка конструкционных малолегированных и легированных ста-
лей, чугунов, некоторых цветных сплавов. 
2. ТС 
представляют собой композиционный материал, основным ком-
понентом которого являются высокотвердые тугоплавкие карбиды вольфра-
ма, титана, тантала, карбонитрида титана; в качестве связки (цементирующе-
го металла, более мягкого и менее тугоплавкого) используются кобальт, ни-
кель, молибден. 

---

28 
28 
Твердые сплавы 
изготавливают методом порошковой металлургии
.
Порошки карбидов смешивают с порошком кобальта в определенной 
пропорции, прессуют и спекают при 1400…1500 

С. При спекании кобальт 
растворяет часть карбидов и плавится. В результате получается плотный ма-
териал (пористость не превышает 2 %), структура которого на 80…95 % со-
стоит из карбидных частиц, соединенных связкой.
Твердые сплавы выпускают в виде пластин определенной формы и 
размеров, которыми оснащают режущий инструмент – резцы, сверла, фрезы 
и т.д. Пластины припаивают к державкам или корпусам инструмента медными, 
латунными припоями или крепят механическим способом.
В промышленности применяют многогранные неперетачиваемые (3-х, 
4-х, 5-ти, 6-тигранные) пластинки, которые после изнашивания одной из ре-
жущих кромок поворачивают и ведут обработку следующими кромками. 
Используют также и монолитный инструмент (отрезные фрезы, раз-
вертки небольшого диаметра, зенкеры, спиральные сверла, дисковые фрезы, 
фасонные резцы). Из твердых сплавов выполняется ~ 95% резцов, ~ 4,5% 
фрез, ~1% осевого инструмента. 
Твердые сплавы обладают высокой твердостью (85…92 HRА), износо-
стойкостью, теплостойкостью до 800…1000 °С; отличаются также высоким 
модулем упругости (до 6,8 ·10
5
МПа) и пределом прочности на сжатие (до 
6000 МПа). Недостатком твердых сплавов является низкая пластичность 
(хрупкость), а также сложность изготовления фасонных изделий.