Tvrde legure standardnih kvaliteta izrađuju se na bazi karbida volframa, titana i tantala. Kobalt se koristi kao vezivo.

Ovisno o sastavu karbidne faze i veziva, oznaka tvrdih legura uključuje slova koja karakteriziraju elemente koji tvore karbid:

• B - volfram
• T - titan
• TT - (drugi "T") tantal
• K - kobalt

Maseni udjeli elemenata izraženi su u postocima, njihov zbroj je 100%. Na primjer, stupanj VK8 (legura s jednim karbidom) sadrži 8% kobalta i 92% volfram karbida; kvaliteta T5K10 (legura s dva karbida) sadrži 5% titanovih karbida, 10% kobalta i 85% volframovih karbida; stupanj TT8K6 (legura s tri karbida) sadrži 6% kobalta, 8% titanovih i tantalovih karbida, 86% volframovih karbida.

Svojstva i primjena tvrdih legura

*HRA - Tvrdoća po Rockwellu (skala A)

Podjela i vrste sjekutića

Prema parametrima dizajna:

• Cijeli (jednodijelni). Rezna glava je izrađena kao jedna cjelina sa šipkom (držačem). U pravilu su takvi rezači izrađeni od ugljičnog alatnog čelika ili brzoreznih čelika (za male rezače).
• Sa zavarenim ili zalemljenim pločama. Glava rezača uključuje zavarenu ili zalemljenu ploču od brzoreznog čelika ili tvrde legure (T5K10, T15K6, VK8 itd.). Imaju široku primjenu.
• S mehaničkim pričvršćivanjem ploča. Umetak je mehanički fiksiran u glavi rezača. Ova metoda je posebno korisna za ploče izrađene od materijala na bazi mineralne keramike.

Prema smjeru hranjenja:

• Prava. Glavni rezni rub rezača, okrenut prema površini obratka, nalazi se na lijevoj strani.

Lijevo. Glavni rezni rub rezača, okrenut prema površini obratka, nalazi se s desne strane.

Prema položaju glavnog reznog ruba u odnosu na osovinu rezača:

• Direktno. Os projekcije reznog dijela u tlocrtu odozgo i bokocrtu ima ravnu liniju.
• Savijena leđa. Os projekcije dijela rezača u pogledu odozgo ima zakrivljenu liniju, a u pogledu sa strane ima ravnu liniju.
• Zakrivljen. Os projekcije dijela rezača u pogledu odozgo ima ravnu liniju, a u pogledu sa strane ima zakrivljenu liniju.

Prema materijalu od kojeg je izrađen radni dio:

Od tvrdih legura:

• VK8 - rezači volframa (namijenjeni za obradu dijelova od lijevanog željeza, obojenih metala i njihovih legura, kao i nemetalnih materijala);
• T15K6, T5K10, T14K8, T30K4 - titan-volfram rezači (koriste se za obradu svih vrsta čelika);

Izrađen od vrsta brzoreznog čelika:

• R6M5, R18, R12 i R9 - rezači normalne produktivnosti;

Karbidne legure trenutno su uobičajeni alatni materijal koji se široko koristi u industriji alata. Zbog prisutnosti vatrostalnih karbida u strukturi, alati od tvrdog metala imaju visoku tvrdoću HRA 80-92 (HRC 73-76), otpornost na toplinu (800-1000°C), tako da mogu raditi pri brzinama nekoliko puta većim od brzina rezanja. za brzorezne čelike. Međutim, za razliku od brzoreznih čelika, tvrde legure imaju smanjenu čvrstoću (σ = 1000-1500 MPa) i nemaju udarnu žilavost. Tvrde legure su niskotehnološke: zbog njihove velike tvrdoće nemoguće je od njih izraditi alat čvrstog oblika, osim toga, mogu se brusiti u ograničenoj mjeri - samo dijamantnim alatom, stoga se tvrde legure koriste u obliku ploča, koje su ili mehanički pričvršćene na držače alata ili zalemljene na njih.

Tablica 2. Sinterirane karbidne legure koje se koriste u modernoj globalnoj industriji

Volfram je vatrostalni sivi čvrsti metal, kemijski element broj 74 u periodnom sustavu, ima sljedeća fizikalna svojstva: gustoća - 19,3 g / cm3, talište - 3422 ° C, vrelište - više od 5500 ° C.

Među raznim proizvodima izrađenim od volframa (žice, šipke, elektrode, limovi), volframov prah također ima široku primjenu. Glavne marke volframovog praha su PVN (niskoaktivni volframov prah), PVV (visokoaktivni volframov prah), PVT (tehnički volframov prah), VP. Ovi proizvodi proizvedeni su u skladu s TU 48-19-72-92 "Volframov prah. Tehnički uvjeti". Prosječni promjer zrna za volfram PVN prah trebao bi biti 3,5-6 mikrona, PVV - 0,8-1,7 mikrona, PVT - 3,5-6 mikrona. U ovom slučaju, ne više od 40% zrna volframa PVN praha može imati veličinu veću od 4 mikrona.

Tipično, volframov prah služi kao sirovina za daljnju proizvodnju kompaktnog volframa. Volframov prah se koristi kao aditiv za legiranje ili glavna komponenta čelika za velike brzine i alata, kao i legura otpornih na habanje i toplinu (na primjer, steliti).

Riža. 3. Prikaz praha za leguru VK8 pri višestrukom povećanju

Riža. 4. Dio od VK8

Volframov karbid je spoj vatrostalnog metala volframa (W) s ugljikom (C). Ukupno postoje dva karbida - WC i W2C. Glavne prednosti volfram karbida su visoka tvrdoća i vatrostalnost. WC karbid zadržava povećanu tvrdoću čak i pri visokim temperaturama. Volframov karbid je osnova tvrdih legura tipa VK (volfram-kobalt).

Volfram karbidi su osnova za proizvodnju raznih tvrdih legura. Među najčešćim tvrdim legurama valja istaknuti legure marke VK, odnosno VK8. U pravilu se tvrde legure proizvode metodama metalurgije praha iz smjese vatrostalnog metalnog karbida s vezivnim metalnim prahom. Na primjer, kemijsko ili mehaničko miješanje volfram karbida s kobaltovim prahom proizvodi VC smjesu. Zatim se smjesa preša i sinterira kako bi se dobila tvrda legura.

Volfram-kobalt legure sastoje se od volfram karbida (karbid je kemijski spoj metala s ugljikom, koji ima vrlo veliku tvrdoću) i kobalta koji služi kao vezivo. Legura je označena s dva slova - VK i brojem koji označava sadržaj kobalta kao postotak. Dakle, VK8 označava leguru volfram-kobalt koja sadrži 8% kobalta i 92% volfram karbida. Što je više kobalta u leguri, to je ona mekša i jača. Legure skupine volfram-kobalt namijenjene su uglavnom za obradu lijevanog željeza, obojenih metala i njihovih legura te nemetalnih materijala.

Tablica 3. Svojstva legura volfram karbida “Virial” u usporedbi sa standardnom legurom karbida VK8

Iz mješavine VK8 ili VK6 dobivaju se istoimene tvrde legure koje sadrže 8%, odnosno 6% kobalta.

Kemijski sastav smjese volfram-kobalt VK8 (maseni udio, %): kobalt - 7,5-8,1, kisik, ne više od - 0,5, ukupni ugljik - 5,30-5,65, slobodni ugljik, ne više od - 0,1, željezo - 0,3.

Maseni udio glavnih komponenti plastificirane smjese (PEG plastifikator): kobalt - 7,3-7,9, kisik, ne više - 1,5, ukupni ugljik - 6,5-7,0, slobodni ugljik - 0,1, željezo, ne više od 0,3.

Područja upotrebe. Proizvodi izrađeni od tvrdih legura volframa koriste se kao tarni parovi za klizne ležajeve i mehaničke brtve, dijelove zapornih ventila, matrice, kalupe itd. Legura VK8 koristi se za grubo blanjanje s neravnim presjekom i isprekidano rezanje, blanjanje, grubo glodanje, bušenje, grubo bušenje, grubo upuštanje sivog lijeva, obojenih metala i njihovih legura te nemetalnih materijala. Tvrde legure VK skupine aktivno se koriste u proizvodnji alata za bušenje i rezanje. Postoji rezač VK8, bušilica VK8; Glodalo VK8 i ostali rezni alati izrađeni od VK tvrde legure. Karbidne pločice VK8 također su našle primjenu u industriji.

Legure titan-volfram-kobalt sastoje se od karbida volframa i titana cementiranih kobaltom. Vrste legura označene su slovima T (titan) i K (kobalt). Brojevi iza slova označavaju postotak titan karbida i kobalta. Ostatak sastava je volframov karbid. S povećanjem udjela titanijevog karbida u leguri njezina čvrstoća opada, a s povećanjem količine kobalta raste.

T15K6 je čvrsta legura od dva karbida iz skupine titan-volfram, u biti kompozitni materijal. Maseni udio glavnih komponenti u smjesi praha,%: volframov karbid - 79, titanov karbid - 15, tantalov karbid - nema, kobalt - 6. Ova legura je najprikladnija za obradu čelika, ali bez prekida rezanja, tj. Za glodanje rezači, za blanjanje nije prikladan. Kobalt, koji je odgovoran za snagu, nije dovoljan.

Čvrstoća na savijanje, N / mm2 (kgf / mm2), ne manje od 1176 * (120). Tvrdoća, HRA, ne manje od 90,0. Gustoća, x103 kg/m2 (g/cm2) = 11,1-11,6.

Primjena. Titan volfram tvrda legura T15K6 namijenjena je za obradu viskoznih materijala: čelika, mesinga. Legura se koristi za rezanje materijala - polugrubo tokarenje pri kontinuiranom rezanju, završno tokarenje pri isprekidanom rezanju, rezanje navoja tokarskim alatima i rotirajućim glavama, poluzavršno i završno glodanje čvrstih površina, bušenje i bušenje prethodno obrađenih rupa, završna obrada upuštanje, razvrtanje i druge slične vrste obrade ugljičnih i legiranih čelika.

Popis korištene literature:

1. Borisov Yu.S., Kulik A.Ya., Mnukhin A.S. Plinsko termičko raspršivanje kompozitnih prahova. - L.: Strojarstvo, 1985. - 197 str.

2. Kazakov V.G. Tanki magnetski filmovi // Soroseducation journal, 1997, br. 1, str. 107-114 (prikaz, ostalo).

3. Kindrachuk M.V., Labunet V.F., Pashechko M.I., Korbut E.V. Tribologija: asistent/MON. – Kijev: NAU-druk, 2009. – 392 str. (ukr). ISBN 978-966-598-609-6.

4. Građevinski materijali. ur. B.N. Arzamasova. Moskva, izdavačka kuća "Strojarstvo", 1990.

5. Znanost o materijalima. A.E. Leikin, B.I. Rodin, Moskva, 1971, ur. "Postdiplomske studije".

6. Myshkin N.K., Petrokovets M.I. Trenje, podmazivanje, trošenje. Fizičke osnove i tehničke primjene tribologije. - M.: FIZMATLIT, 2007. -368 str. ISBN 978-5-9221-0824-9.

7. Proizvodnja i lijevanje legura obojenih metala. Yudkin V.S. - M., 1967.

8. Rječnik-priručnik o trenju, trošenju i podmazivanju strojnih dijelova / V.D. Zozulya, E.L. Shvedkov, D.Ya. Rovinski, E.D. Brown - Kijev: Naukova Dumka, 1990. - 264 str.

9. Termodinamika legura. Wagner K. - Moskva, 1997.

10. Tehnologija i svojstva sinteriranih tvrdih legura i proizvoda od njih - Panov V.S., Chuvilin A.M. - MISIO, 2001. (enciklopedijska natuknica).

11. Tehnologija konstrukcijskih materijala. ur. prije podne Dalsky. - Moskva. ur. "Strojarstvo", 1985.

12. Tehnologija metala i oblikovanje materijala. V.M. Nikiforov. - Moskva, 1968, Izdavačka kuća. "Postdiplomske studije".

13. Tehnologija metala i oblikovanje materijala. V.M. Nikiforov. - Moskva, 1968, Izdavačka kuća. "Postdiplomske studije".

Tvrde legure dobivenih metodama metalurgije praha u obliku ploča. Glavne komponente takvih legura su karbidi volframa (WC), titan (TiC) i tantal (TaC), čije su najmanje čestice povezane relativno mekim i manje vatrostalnim kobaltom. Karbidi daju leguri visoku tvrdoću i otpornost na toplinu, kobalt - čvrstoću na savijanje.

Tvrde legure imaju visoku tvrdoću - 72...76 HRC i otpornost na toplinu do 850... 1000 °C. To vam omogućuje rad pri brzinama rezanja 3 do 4 puta većim nego s alatima izrađenim od brzoreznih čelika.

Trenutno korištene tvrde legure dijele se na:

• Volframove legure grupe VK: VK3, VK3-M, VK4, VK6, VK6-M, VK6-OM, VK8 itd. U simbolu broj pokazuje postotak kobalta. Na primjer, oznaka VK8 označava da sadrži 8% kobalta i 92% volfram karbida. Slova M i OM označavaju sitnozrnatu i posebno sitnozrnastu strukturu;
• Legure titan-volfram grupe TK: T5K10, T15K6, T14K8, TZOK4, T60K6 itd. U simbolu, broj iza slova T pokazuje postotak titan karbida, nakon slova K - kobalt, ostatak - volfram karbidi;
• Legure titan tantal volfram grupe TTK: TT7K12, TT8K6, TT20K9, itd. U simbolu, brojevi nakon slova T pokazuju postotak titanovih i tantalovih karbida, nakon slova K - kobalt, ostatak - volfram karbidi.

Karbidne legure proizvode se u obliku standardiziranih ploča koje se lemljuju ili mehanički pričvršćuju na držače od konstrukcijskog čelika.

Pravilan izbor tvrdog metala osigurava učinkovit rad reznih alata. Za određeni slučaj obrade legura se odabire na temelju optimalne kombinacije otpornosti na toplinu i čvrstoće. Na primjer, legure skupine TK imaju veću otpornost na toplinu od legura VK. Alati izrađeni od ovih legura (TA) mogu se koristiti pri velikim brzinama rezanja, pa imaju široku primjenu u obradi čelika.

Alati od tvrdih legura grupe VK koriste se za obradu dijelova od konstrukcijskih čelika u uvjetima niske krutosti AIDS sustava, tijekom isprekidanog rezanja, pri radu s udarcima, kao i pri obradi krhkih materijala poput lijevanog željeza, što je posljedica povećane čvrstoće ove skupine tvrdih legura i niskih temperatura u rezanju. zona.

Takve se legure također koriste u obradi dijelova od čelika visoke čvrstoće, otpornih na toplinu i nehrđajućeg čelika, legura titana. To se objašnjava činjenicom da prisutnost titana u većini ovih materijala uzrokuje povećanu adheziju na legure skupine TK, koje također sadrže titan. Osim toga, legure skupine TK imaju znatno lošiju toplinsku vodljivost i nižu čvrstoću od legura VK.

Legure grupe TTK zauzimaju srednji položaj između legura TK i VK. TTK legure su univerzalne u svojoj primjenjivosti.

Njihovo glavno područje primjene je rezanje s vrlo velikim dijelovima rezanog sloja, jakim udarima i malim brzinama rezanja (blanjanje i dlijetanje).

Legure s niskim postotkom kobalta(T30K4, VK3, VK4) imaju visoku tvrdoću, nisku čvrstoću na savijanje i manju viskoznost. Koristi se za završne radove. Naprotiv, legure s visokim udjelom kobalta (VK8, T14K8, T5K10) su žilavije, imaju veliku čvrstoću na savijanje i koriste se za uklanjanje krhotina velikih presjeka u operacijama grube obrade.

Učinkovitost tvrdih legura značajno se povećava kada se na njih nanose premazi otporni na habanje.