Las aleaciones duras de grados estándar se fabrican a base de carburos de tungsteno, titanio y tantalio. El cobalto se utiliza como aglutinante.

Dependiendo de la composición de la fase de carburo y el aglutinante, la designación de aleaciones duras incluye letras que caracterizan los elementos formadores de carburo:

• B - tungsteno
• T-titanio
• TT - (segunda "T") tantalio
• K - cobalto

Las fracciones masivas de elementos se expresan como porcentaje, su suma es 100%. Por ejemplo, el grado VK8 (aleación de un solo carburo) contiene 8% de cobalto y 92% de carburos de tungsteno; el grado T5K10 (aleación de dos carburos) contiene 5% de carburos de titanio, 10% de cobalto y 85% de carburos de tungsteno; El grado TT8K6 (aleación de tres carburos) contiene 6% de cobalto, 8% de carburos de titanio y tantalio y 86% de carburos de tungsteno.

Propiedades y aplicaciones de las aleaciones duras.

*HRA - Dureza Rockwell (escala A)

Clasificación y tipos de incisivos.

Según parámetros de diseño:

• Entero (de una sola pieza). El cabezal de corte está fabricado como una sola unidad con la varilla (soporte). Como regla general, estos cortadores están hechos de acero para herramientas al carbono o aceros rápidos (para cortadores pequeños).
• Con placas soldadas o soldadas. El cabezal de corte incluye una placa soldada o soldada de acero rápido o aleación dura (T5K10, T15K6, VK8, etc.). Tienen una amplia gama de aplicaciones.
• Con fijación mecánica de placas. La plaquita se fija mecánicamente en el cabezal de corte. Este método es especialmente útil para placas hechas de material a base de cerámica mineral.

Por dirección de alimentación:

• Derechos. El filo principal del cortador, mirando hacia la superficie de la pieza de trabajo, se encuentra en el lado izquierdo.

Izquierda. El filo principal del cortador, mirando hacia la superficie de la pieza de trabajo, se encuentra en el lado derecho.

Según la ubicación del filo principal con respecto al eje del cortador:

• Directo. El eje de proyección de la pieza de corte en la vista en planta superior y lateral tiene una línea recta.
• Doblado hacia atrás. El eje de proyección de la pieza de corte en la vista superior tiene una línea curva y en la vista lateral tiene una línea recta.
• Curvo. El eje de proyección de la pieza de corte en la vista superior tiene una línea recta y en la vista lateral tiene una línea curva.

Según el material del que está hecha la pieza de trabajo:

De aleaciones duras:

• VK8: cortadores de tungsteno (diseñados para procesar piezas de hierro fundido, metales no ferrosos y sus aleaciones, así como materiales no metálicos);
• T15K6, T5K10, T14K8, T30K4: cortadores de titanio y tungsteno (utilizados para procesar todo tipo de acero);

Fabricado con grados de acero de alta velocidad:

• Р6М5, Р18, Р12 y Р9: cortadores de productividad normal;

Las aleaciones de carburo son actualmente un material de herramienta común y ampliamente utilizado en la industria de herramientas. Debido a la presencia de carburos refractarios en la estructura, las herramientas de carburo tienen una alta dureza HRA 80-92 (HRC 73-76), resistencia al calor (800-1000°C), por lo que pueden trabajar a velocidades varias veces superiores a las velocidades de corte. para aceros rápidos. Sin embargo, a diferencia de los aceros rápidos, las aleaciones duras tienen una resistencia reducida (σ = 1000-1500 MPa) y no tienen tenacidad al impacto. Las aleaciones duras son de baja tecnología: debido a su alta dureza, es imposible hacer una herramienta sólida con ellas, además, se pueden rectificar de forma limitada, sólo con una herramienta de diamante, por lo que las aleaciones duras se utilizan en la en forma de placas, que se fijan mecánicamente a los portaherramientas o se sueldan a ellos.

Tabla 2. Aleaciones de carburo sinterizado utilizadas en la industria global moderna

El tungsteno es un metal sólido gris refractario, elemento químico número 74 en la tabla periódica, tiene las siguientes propiedades físicas: densidad - 19,3 g/cm3, punto de fusión - 3422°C, punto de ebullición - más de 5500°C.

Entre los diversos productos elaborados a partir de tungsteno (alambres, varillas, electrodos, láminas), el polvo de tungsteno también se utiliza mucho. Las principales marcas de polvo de tungsteno son PVN (polvo de tungsteno de baja actividad), PVV (polvo de tungsteno de alta actividad), PVT (polvo de tungsteno técnico) y VP. Estos productos se fabrican de acuerdo con TU 48-19-72-92 "Polvo de tungsteno. Condiciones técnicas". El diámetro medio de grano del polvo de PVN de tungsteno debe ser de 3,5 a 6 micrones, PVV de 0,8 a 1,7 micrones y PVT de 3,5 a 6 micrones. En este caso, no más del 40% de los granos de tungsteno del polvo de PVN pueden tener un tamaño superior a 4 micrones.

Normalmente, el polvo de tungsteno sirve como materia prima para la producción posterior de tungsteno compacto. El polvo de tungsteno se utiliza como aditivo de aleación o componente principal de aceros rápidos y para herramientas, así como aleaciones resistentes al desgaste y al calor (por ejemplo, estelitas).

Arroz. 3. Vista del polvo para aleación VK8 con múltiples aumentos

Arroz. 4. Pieza fabricada en VK8

El carburo de tungsteno es un compuesto del metal refractario tungsteno (W) con carbono (C). Hay dos carburos en total: WC y W2C. Las principales ventajas de los carburos de tungsteno son su alta dureza y refractariedad. El carburo WC conserva una mayor dureza incluso a altas temperaturas. El carburo de tungsteno es la base de las aleaciones duras del tipo VK (tungsteno-cobalto).

Los carburos de tungsteno son la base para la producción de diversas aleaciones duras. Entre las aleaciones duras más habituales, cabe destacar las aleaciones de la marca VK, concretamente la VK8. Por regla general, las aleaciones duras se obtienen mediante métodos de pulvimetalurgia a partir de una mezcla de carburo metálico refractario con polvo metálico aglutinante. Por ejemplo, la mezcla química o mecánica de carburo de tungsteno con polvo de cobalto produce una mezcla de VC. Posteriormente, la mezcla se prensa y sinteriza para obtener una aleación dura.

Las aleaciones de tungsteno-cobalto se componen de carburo de tungsteno (el carburo es un compuesto químico de metal con carbono, que tiene una dureza muy alta) y cobalto, que sirve como aglutinante. La aleación se designa con dos letras: VK y un número que indica el contenido de cobalto como porcentaje. Por tanto, VK8 significa una aleación de tungsteno-cobalto que contiene un 8% de cobalto y un 92% de carburo de tungsteno. Cuanto más cobalto hay en una aleación, más blanda y resistente es. Las aleaciones del grupo tungsteno-cobalto están destinadas principalmente al procesamiento de hierro fundido, metales no ferrosos y sus aleaciones y materiales no metálicos.

Tabla 3. Propiedades de las aleaciones de carburo de tungsteno "Virial" en comparación con la aleación de carburo estándar VK8

De una mezcla de VK8 o VK6 se obtienen aleaciones duras del mismo nombre, que contienen 8% y 6% de cobalto, respectivamente.

Composición química de la mezcla de tungsteno y cobalto VK8 (fracción de masa,%): cobalto - 7,5-8,1, oxígeno, no más de - 0,5, carbono total - 5,30-5,65, carbono libre, no más de - 0,1, hierro – 0,3.

Fracción de masa de los componentes principales de la mezcla plastificada (plastificante PEG): cobalto - 7,3-7,9, oxígeno, no más - 1,5, carbono total - 6,5-7,0, carbono libre - 0,1, hierro, no más de 0,3.

Áreas de uso. Los productos fabricados con aleaciones duras de tungsteno se utilizan como pares de fricción para cojinetes deslizantes y sellos mecánicos, piezas de válvulas de cierre, troqueles, moldes, etc. La aleación VK8 se utiliza para el cepillado desbaste con una sección de corte desigual y corte, cepillado y desbaste intermitentes. fresado, taladrado, taladrado en bruto, avellanado en bruto de fundición gris, metales no ferrosos y sus aleaciones y materiales no metálicos. Las aleaciones duras del grupo VK se utilizan activamente en la fabricación de herramientas de corte y perforación. Hay un cortador VK8, un taladro VK8; Fresa VK8 y otras herramientas de corte fabricadas con aleación dura VK. Las inserciones de carburo VK8 también han encontrado aplicación en la industria.

Las aleaciones de titanio, tungsteno y cobalto consisten en carburos de tungsteno y titanio cementados con cobalto. Los grados de aleación se designan con las letras T (titanio) y K (cobalto). Los números después de las letras indican el porcentaje de carburo de titanio y cobalto, respectivamente. El resto de la composición es carburo de tungsteno. Con un aumento en el contenido de carburo de titanio en la aleación, su resistencia disminuye y con un aumento en la cantidad de cobalto, aumenta.

T15K6 es una aleación sólida de dos carburos del grupo titanio-tungsteno, esencialmente un material compuesto. Fracción de masa de los componentes principales en la mezcla de polvos,%: carburo de tungsteno - 79, carburo de titanio - 15, carburo de tantalio - ausente, cobalto - 6. Esta aleación es más adecuada para procesar acero, pero sin corte interrumpido, es decir, para fresado. Cortadores, para cepillar no son adecuados. El cobalto, responsable de la resistencia, no es suficiente.

Resistencia a la flexión, N/mm2 (kgf/mm2), no menos de 1176*(120). Dureza, HRA, no menos de 90,0. Densidad, x103 kg/m2 (g/cm2) = 11,1-11,6.

Solicitud. La aleación dura de titanio y tungsteno T15K6 está destinada al procesamiento de materiales viscosos: acero, latón. La aleación se utiliza para cortar materiales: torneado semidesbaste durante el corte continuo, torneado de acabado durante el corte intermitente, roscado con herramientas de torneado y cabezales giratorios, fresado de semiacabado y acabado de superficies sólidas, taladrado y taladrado de orificios premecanizados, acabado. avellanado, escariado y otros tipos similares de procesamiento de aceros al carbono y aleados.

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Aleaciones duras obtenido por métodos de pulvimetalurgia en forma de placas. Los componentes principales de estas aleaciones son los carburos de tungsteno (WC), el titanio (TiC) y el tantalio (TaC), cuyas partículas más pequeñas están unidas por cobalto relativamente blando y menos refractario. Los carburos le dan a la aleación una alta dureza y resistencia al calor, el cobalto, resistencia a la flexión.

Aleaciones duras Tienen una alta dureza - 72...76 HRC y una resistencia al calor de hasta 850... 1000 °C. Esto permite trabajar a velocidades de corte de 3 a 4 veces mayores que con herramientas fabricadas con aceros rápidos.

Las aleaciones duras utilizadas actualmente se dividen en:

• Aleaciones de tungsteno del grupo VK.: VK3, VK3-M, VK4, VK6, VK6-M, VK6-OM, VK8, etc. En el símbolo, el número muestra el porcentaje de cobalto. Por ejemplo, la designación VK8 indica que contiene un 8% de cobalto y un 92% de carburos de tungsteno. Las letras M y OM indican una estructura de grano fino y especialmente de grano fino;
• Aleaciones de titanio-tungsteno del grupo TK.: T5K10, T15K6, T14K8, TZOK4, T60K6, etc. En el símbolo, el número después de la letra T muestra el porcentaje de carburos de titanio, después de la letra K - cobalto, el resto - carburos de tungsteno;
• Aleaciones de titanio, tantalio y tungsteno del grupo TTK.: TT7K12, TT8K6, TT20K9, etc. En el símbolo, los números después de la letra T muestran el porcentaje de carburos de titanio y tantalio, después de la letra K - cobalto, el resto - carburos de tungsteno.

Las aleaciones de carburo se producen en forma de placas estandarizadas que se sueldan o se fijan mecánicamente a soportes de acero estructural.

La elección correcta del grado de carburo garantiza un funcionamiento eficiente de las herramientas de corte. Para un caso de procesamiento específico, la aleación se selecciona en función de la combinación óptima de su resistencia al calor y su solidez. Por ejemplo, las aleaciones del grupo TK tienen mayor resistencia al calor que las aleaciones VK. Las herramientas fabricadas con estas aleaciones (TA) pueden utilizarse a altas velocidades de corte, por lo que son muy utilizadas en el procesamiento de aceros.

Las herramientas fabricadas con aleaciones duras del grupo VK se utilizan para procesar piezas de acero estructural. en condiciones de baja rigidez del sistema SIDA, durante el corte intermitente, cuando se trabaja con impactos, así como cuando se procesan materiales quebradizos como el hierro fundido, lo que se debe a la mayor resistencia de este grupo de aleaciones duras y a las bajas temperaturas en el corte. zona.

Estas aleaciones también se utilizan en el procesamiento de piezas hechas de aceros inoxidables y de alta resistencia, resistentes al calor y aleaciones de titanio. Esto se explica por el hecho de que la presencia de titanio en la mayoría de estos materiales provoca una mayor adhesión a las aleaciones del grupo TK, que también contienen titanio. Además, las aleaciones del grupo TK tienen una conductividad térmica significativamente peor y una resistencia menor que las aleaciones VK.

Aleaciones del grupo TTK Ocupa una posición intermedia entre las aleaciones TK y VK. Las aleaciones TTK son universales en su aplicabilidad.

Su principal campo de aplicación es el corte con secciones muy grandes de la capa cortada, fuertes impactos y bajas velocidades de corte (cepillado y cincelado).

Aleaciones con bajos porcentajes de cobalto(T30K4, VK3, VK4) tienen alta dureza, baja resistencia a la flexión y menor viscosidad. Utilizado para operaciones de acabado. Por el contrario, las aleaciones con alto contenido de cobalto (VK8, T14K8, T5K10) son más tenaces, tienen una alta resistencia a la flexión y se utilizan para eliminar virutas de gran sección en operaciones de desbaste.

El rendimiento de las aleaciones duras aumenta significativamente cuando se les aplican recubrimientos resistentes al desgaste.