Марки твердых сплавов

Твердосплавные металлы – это группа материалов, устойчивых к высоким температурам  и сохраняющих свои характеристики до температуры 900-1150°С. Данные материалы характеризуются высокой прочностью и стойкостью к износу, основными компонентами являются карбиды титана, вольфрама и тантала, а также связующие молибден, никель и кобальт.

Твердосплавные материалы широко применяются в металлообработке в качестве рабочих частей режущего инструмента благодаря высоким показателям стойкости, превышающим значения многих быстрорежущих марок стали.

Основная классификация

Твердосплавные материалы подразделяются по технологии производства и химическому составу. В зависимости от способа производства они делятся на литые и спеченные. Литые сплавы производятся методом литья с прессованием и завершающей термообработкой. В эту категорию входят никелевые сплавы, сормайты и стеллиты. Спеченные твердые сплавы производятся методом порошковой металлургии с последующим травлением или лазерной обработкой. Эти материалы часто называют металлокерамическими.

По химсоставу твердосплавные стали подразделятся на четыре категории:

• Вольфрамо-кобальтовые или однокарбидные. Обозначаются ВК.
• Титано-вольфрамо-кобальтовые или двухкарбидные. Обозначаются ТК.
• На основе титана, тантала, вольфрама и кобальта или трехкарбидные. Обозначаются как ТТК.
• Безвольфрамные твердые сплавы. Обозначаются ТН.

Особенности и применение

Твердые сплавы широко применяются в различных сферах деятельности:

• Металлорежущий инструмент. Из твердых сплавов изготавливаются токарные резцы, фрезы, коронки, диски, зенкера, развертки и многое другое. Чаще всего они используются в качестве съёмных или напаянных рабочих пластин или других режущих элементов.
• Детали измерительного инструмента.
• Высоконагруженные детали машин и оборудования.
• Детали машин с высокими требованиями к точности поверхности.
• Матрицы для литья простых и сложных деталей.
• Рабочие элементы оборудования и машин, эксплуатируемых при высоких нагрузках, например, буровые установки или ножи грейдеров.

Широкое применение твердых сплавов в современной технике обусловлено их преимуществами. Это высокие показатели твердости и стойкости к износу, значительно превышающую значения быстрорежущих инструментальных сталей. А также прочность, жаростойкость и тугоплавкость материала.

У твердосплавных материалов есть и свои недостатки. Это высокая стоимость и малая стойкость к ударным нагрузкам из-за небольшой вязкости. Эти факторы ограничивают сферу применения твердых сталей режущими частями рабочего инструмента. Для изготовления основной части инструмента, например токарного резца, используются обычные инструментальные стали.

Характеристики отдельных видов твердых сплавов

Однокарбидная группа твердых сплавов является наиболее распространенной. Применяется для изготовления инструментов и деталей с высокими требованиями к жаростойкости. В данную группу входят мелкозернистые и особо мелкозернистые сплавы маркируемые, соответственно, М и ОМ.

Двухкарбидная группа твердых сплавов применяется, преимущественно, для изготовления металлорежущих инструментов образующих сливную стружку. Благодаря наличию титана значительно уменьшается адгезия при обработке деталей и заготовок. Данная группа сплавов обладает повышенными показателями твердости и износостойкости.

Трехкарбидная группа, благодаря наличию карбида тантала, обладает ещё более высокими характеристиками износостойкости. 

Четвертая, безвольфрамная группа, обладает меньшими показателями теплостойкости, но и значительно легче, чем другие твердые сплавы. 

Специфика выбора

При выборе металлорежущего инструмента по марке твердого сплава рекомендуется обратить внимание на следующее:

• Эксплуатационные и физико-механические свойства материала.
• Физико-механические характеристики материала заготовок.
• Характеристики металлорежущего оборудования.

Также необходимо учесть тип операции, требования к точности и чистоте поверхности детали.