Твердосплавная сталь: история открытия, свойства, сферы применения

Содержание

история открытия, свойства, сферы применения

С развитием технологий и увеличивающимися запросами относительно надёжности и долговечности металлов производители пытались создать твердый сплав, который бы удовлетворил потребности покупателей. В конечном итоге им удалось создать тугоплавкий металл, который соответствовал требованиям развивающейся промышленности. Металлурги не остановились на одном успешном соединении и продолжили развивать производство.

Вольфрамосодержащий сплавВольфрамосодержащий сплав

Основные сведения

Твердые сплавы распространены в различных областях промышленности. Из них изготавливают детали для станков, машин, кораблей, самолетов, крепежные элементы, строительные пластины и другие изделия. Часто их используют при производстве инструмента. Людям, занимающимся металлургией и кузнечным делом, желательно знать основную информацию о том, что такое твердый сплав.

История открытия

История открытия твердых сплавов начинается с начала 20 века. До этого периода инструменты для обработки металла изготавливали из инструментальной стали, которая была насыщена углеродом. Однако процесс обработки был малопроизводительным и неэкономичным.

К началу 20 века, совместными усилиями металлургов была разработана высоколегированная инструментальная сталь. Она начала использоваться при обработке труднообрабатываемых видов металлов на высоких скоростях. Спустя непродолжительный промежуток времени она получила название «быстрорежущая сталь». Инструменты из неё впервые были продемонстрированы общественности в 1910 году.

Развитие инструментальной технологии на этом не остановилось. На территории СССР, США и Германии начиная с 1925 года смеси твердых металлов начали выпускаться как товарная продукция. Изготавливались такие товары из карбида вольфрама и металлического кобальта. На территории стран СНГ этот сплав получил название — «победит». Однако новым материалом можно было эффективно обрабатывать чугунные заготовки, но не сталь. В связи с этим продолжилась разработка новых соединений и с 1935 годов появилась вольфрамотитановая смесь. Она подходила для обработки стали, но крошилась при работе с чугуном.

В последующие годы начали использовать синтетические алмазы в качестве покрытия рабочих частей инструментов. Ещё одной разработкой стал эльбор — соединение азота и бора.

Как получают твердые сплавы

Соединения металлов представляют собой смесь порошков, которые прессуются и запекаются. В её состав входят карбиды и кобальт. Смешивают порошки в формах для запекания, прессуют под давлением от 200 кгс/см2. После обработки давлением формы разогреваются до температуры в 1500 градусов. Готовые соединения используют при получении труднообрабатываемых материалов.

Свойства твердых сплавов

Чтобы понять, какой металл или смесь самый прочный в мире, необходимо знать их свойства. Основные характеристики помогут разбираться в тех или иных видах материалов и грамотно использовать их при производстве. Свойства твердых сплавов:

  1. Высокая механическая и термоударная прочность.
  2. Износоустойчивость.
  3. Красностойкость. Этот показатель проявляется при температурах от 900 и до 1000 градусов.

Такие свойства твердых сплавов, как ударопрочность, пластичность, прочность при сжатии или изгибе и твердость напрямую зависят от количества кобальта, содержащегося в соединениях. Также важен размер зерна карбида вольфрама.

Характеристики твердых сплавов

Чтобы определить самый твердый сплав, необходимо разбираться в характеристиках. К ним относится химический состав соединения металлов, его механические и физические свойства, процесс получения готовых сплавов.

Механические и физические характеристики:

  1. Жаропрочность.
  2. Плотность (14,9г/см3–15,2г/см3).
  3. Твердость (89,5HRA-91 HRA).
  4. Теплопроводность — 51 Вт.
  5. Допустимая прочность — 2150 Мпа.

Также к этим характеристикам можно отнести устойчивость соединений к воздействию коррозийных процессов. Самый твердый сплав обладает завышенным физико-механическими характеристиками.

Жаропрочный металлЖаропрочный металл

Марки

По государственным ГОСТам устанавливается специальная маркировка, которой отмечаются все соединения твердых металлов. Она представляет собой заглавные буквы и цифры:

  1. ВК6М — вольфрамокобальтовая смесь. Цифра 6 указывает на количество кобальта в составе. Буква «В» указывает на вольфрам, соответственно буква «К» — кобальт. Буква «М» обозначает то, в какой сфере применяется этот сплав. Из него изготавливают инструменты для обработки металлов.
  2. ВК2 — в этом случае в смеси содержится 2% кобальта и 98% вольфрама.
  3. ВК8 — в этой смеси кобальта содержится до 8%.
  4. Т14К8 — в таких соединениях содержится третий элемент — титан. Его в составе содержится 14%. Кобальта 8%. Всё остальное это вольфрам.
  5. Т5К10 — аналогична предыдущей смеси, в которой 5% титана, 10% кобальта и 85% вольфрама.
  6. ТТ7К12 — к указанным выше элементам добавляется тантал. Его процентное содержание такое же, как и у титана.

Марки сплава указываются на готовых деталях и заготовках.

Области применения

Существует множество сфер применения твердых сплавов. К ним относятся:

  1. Производство инструмента для обработки металла.
  2. Изготовление деталей для промышленного оборудования.
  3. Оснастка для работы с металлическими заготовками.

Часто твердые сплавы используются в качестве напыления на более мягкие. Сферы применения доходят вплоть до постройки крупного транспорта.

Классификация

Существует специальная международная классификация, именуемая «ИСО». Она разделяет отечественные и зарубежные твердые сплавы по области применения. Маркируется буквами из латинского алфавита:

  1. К — используется для чугуна.
  2. N — обработка цветных металлов и сплавов аналогичным им.
  3. H — применяется при работе с закаленной сталью.
  4. M — для нержавеющей стали.
  5. P — для отливок со сливной стружкой.
  6. S — для работы с жаропрочными сплавами.

Помимо этой классификации, есть разделение по химическим элементам, содержащимся в составе, и количеству основных металлов.

Вольфрамосодержащие

Эти соединения используются при изготовлении режущего инструмента. Они могут маркироваться как ВК или ВКМ. Цифры будут обозначать процентное содержание тех или иных элементов.

Титановольфрамосодержащие

Из этих соединений изготавливают оснастку для обработки стали на высоких скоростях. Марка этих сплавов — ТК. Цифры указывают на содержание кобальта и титана.

Титановольфрамосодержащий сплавТитановольфрамосодержащий сплав

Как выбрать нужную марку твердого сплава

При выборе марки сплава нужно обращать внимание на их разделение. Это могут быть титановольфрамовые и вольфрамовые смеси. Первыми обрабатывают стали, вторыми — чугун.

Также нужно учитывать физические и механические характеристики. Важную роль играет мощность оборудования, с помощью которого будет проводиться обработка.

Достоинства и недостатки

У твердых соединений металлов существуют как преимущества, так и недостатки. К сильным сторонам относятся:

  1. Высокая механическая и термоударная прочность.
  2. Однородность структуры.
  3. Заточка на инструменте сохраняется гораздо дольше.
  4. Устойчивость к высоким температурам.

К недостаткам можно отнести высокую цену на инструменты и оснастку из твердых соединений.

Продукция из твердых сплавов

В строительных магазинах и на рынках можно найти различные товары из смесей твердых металлов. Это могут быть различные инструменты, детали для машин, станков, электроинструмента, строительные пластины и другие изделия.


Твердые соединения металлов популярны в строительстве, металлургии, машиностроении и других отраслях. С их помощью можно обрабатывать твердые материалы, что было крайне проблематично до их появления. Однако за оснастку такого типа придется хорошо заплатить.

Что такое твердый сплав: их свойства и применение

28Ноя

Содержание статьи

    1. Характерные особенности и маркировка
    2. Классификация твердых сплавов по группам
    3. Характеристики
    4. Области применения

Прорывом в металлургии стало изготовление материалов, которые превышают все известные в твердости и теплостойкости. В статье мы подробнее о них расскажем и поговорим о том, что это такое – твердые сплавы.

Характерные особенности и маркировка

Соединения, полученные относительно новым технологическим способом, не меняют своих характеристик даже при очень высоких температурах – выше 1000 градусов. Также они не деформируются при значительных механических нагрузках. Это обеспечивается тем, что они создаются из тугоплавких металлов с добавлением менее прочного кобальта, который придает составу прочность на изгиб, чтобы изделие не обладало хрупкостью титана и не ломалось.

твердые сплавы

твердые сплавы

Первая особенность, на которую мы обращаем внимание, – изготовление прессованием. Смешиваются порошковые карбиды вольфрама, титана и тантала с мелкими частицами кобальта. Добавляются легирующие элементы, к примеру, хром. Затем под воздействием большого давления и сверхвысоких температур производится термическое спекание.

Маркировка твердых сплавов производится на основании государственных стандартов. Она включает цифровой и буквенный набор.

Примеры марок стали

Представим наиболее популярные соединения. Они используются на производствах разного типа. Пропорции компонентов отвечают за характеристики.

ВК2

Содержание вольфрама – доминирующее, поэтому его литера стоит впереди. Кобальта только 2% – об этом нам говорит цифра. Если не считать легирующие добавки и примеси, которых от силы наберется сотая часть процента, то остальные 98% принадлежат W.

ВК6М

Это аналог – вольфрамокобальтовый набор с большим содержанием последнего – не 2, а 6% кобальта. Но здесь есть конкретизация по применению – из такого материала следует изготавливать инструменты для обработки тугоплавких сталей.

Т5К10

Когда есть три элемента составляющих, вместо двух, то самый распространенный, которого основная масса, может не писаться. Он априори основа сплава – это вольфрам. А то, что стоит с цифрами рядом, это второстепенные компоненты – 5% титана и 10% кобальта.

Т14К8

Аналогичное содержание, но другие процентные коэффициенты. Увеличение титанового включения придает прочности, но и хрупкости.

ТТ7К12

Аналог, но с добавлением тантала. Состав: W – 71%; Ti – 17%; Co – 12%; Та – меньше 1%, как примесь.

Кроме классических веществ, добавляют также молибден, никель. Полученные материалы приобретают свойства указанных элементов. Это дорогостоящие металлы, применяемые для особых деталей самолетостроения и машиностроения.

Расшифровка букв в марках твердых спеченных сплавов

Кроме указания на то, какой ингредиент входит в соединение и в каком процентном соотношении, есть еще буквенное указание на применение. Такую классификацию провела международная организация, наименование – ИСО. Это позволило унифицировать маркировку отечественных и зарубежных аналогов. Литера ставится обычно в конце аббревиатуры.

Н

Заточенным предметом из состава данной марки можно обрабатывать закаленную сталь. Она тверже и прочнее обычных металлов.

К

Подходит для чугуна. Большое количество углерода в сочетании с железом делает его менее пластичным, поэтому резка другим инструментом может привести к сколам и трещинам.

М

Обычно обрабатывается нержавейка. В ней предельное содержание легирующих добавок, в том числе – хрома.

N

Применяется при металлообработке цветных соединений.

P

Для пластичных материалов с повышенной вязкостью. Когда их режешь, стружка получается сливная. Они «сливается» вниз от резца, что негативно сказывается на результате.

S

Идеально подходит для таких веществ, которые имеют повышенную жаропрочность. Здесь актуально то, что твердосплавные инструменты еще менее подвержены влиянию высоких температур.

Классификация твердых сплавов по группам

Это достаточно большая область металлургии, в которую попадают все карбид-вольфрамовые соединения, полученные указанным выше способом. Поэтому их разделяют на категории по нескольким основаниям.

По составу химических элементов

Это происходит чаще всего. Во главу угла ставится именно процентное содержание различных металлических веществ и неметаллов. Это логично, потому что знающий человек именно по данному показателю будет оценивать основные характеристики, прочностные качества.

Практически все в группе – вольфрамовые. Но так как это дорогостоящий и довольно дефицитный компонент, то сейчас создают новую группу безвольфрамовых – керамиты. В их составе карбиды титана, карбонитриды титана, которые связаны основой из никеля и молибдена.

По технологии производства

Мы ранее описывали наиболее распространенный процесс приготовления. Но на этот момент в металлургической промышленности активно используются два метода. Стоит отметить, что в зависимости от того, какой из них применяется, меняются и характерные особенности полученного результата. Различают сплавы:

Спеченные. Применяется термическое спекание, а в качестве материалов берутся порошки. То, что все металлы находятся в измельченном виде, увеличивает смешиваемость, ускоряет диффузионный процесс, делая итоговый слиток максимально монолитным. При этом важно отметить, что такие заготовки поддаются не любой металлообработке, а только шлифованию и обработке лазером, ультразвуком, травлением в кислотах, но не резанию, не механическим способам воздействия.
Литые. Методы получения – плавка и литье. Это довольно затратно, поскольку компоненты в основном имеют достаточно высокую температуру плавления. Зато результат получается очень хороший – монолитный, целый блок, который уже можно не бояться обрабатывать всеми известными способами – резкой, закалкой, отжигом, старением и пр. В основном они применяются для наплавки на инструмент или часть детали, которая быстро изнашивается.

По области применения твердых сплавов и их свойств

Здесь актуальной будет та классификация, которую мы уже приводили в рамках маркировки. Это именно те буквы, которые проставляются в конце аббревиатуры на марке. Таким образом, чаще всего из них делают инструменты для металлообработки, поскольку они получаются:

  • прочные – во время контакта с другим любым металлом не остается дефектов;
  • износостойкие – что очень важно для дорогостоящих резцов;
  • жаропрочные – при непосредственном трении образуется очень высокая температура.

Если речь идет о материале, полученном литьем, то еще один вариант применения – наплавка. То есть расплавленной смесью покрывается часть детали, чтобы усовершенствовать характеристики рабочего элемента в целом.

применение твердых сплавов

применение твердых сплавов

На этом промышленность не заканчивает свои запросы. Чем больше появляется потребностей, тем шире ассортимент соединений – выплавляют новую рецептуру, которая классифицируется по новому определению. Ниже мы более подробно поговорим об области применения твердых сталей.

Вольфрамосодержащие соединения

Вольфрам является самым тугоплавким металлом во всей периодической таблице. Именно по этой причине его активно применяют в металлургии. В основном в марках типа ВК6, ВК3М, которые являются очень популярными, содержание этого вещества является подавляющим – 94%, 97% и даже более.

Приведем пример на ВК8 – именно его очень часто используют для того, чтобы изготавливать резцы. Они очень прочные, настолько, что без проблем и сложностей обрабатывают чугун. При этом метод – бесстружковый.

Титановольфрамосодержащие виды твердых сплавов

По названию уже видно, что кроме вольфрама (основы) здесь активную роль играет титан, но не только. Немаловажное значение обычно отведено кобальту. Какой инструментальный состав получается из таких марок, как Т5К10? Для металлообработки на высоком скоростном режиме. Также они способны обрабатывать металлы с повышенной прочностью и теплостойкостью. Для примера: это может быть износостойкий резец по закаленной стали.

Характеристики

Свойства зависят от нескольких факторов. Нет двух марок, которые полностью были бы идентичными.

марки твердых сплавов

марки твердых сплавов

Сперва посмотрим на то, какие именно характерные особенности выделяют по категориям.

Наименование и процентное содержание химических элементов

Здесь все просто. Сплав характеризуется по группам на 4 разных по качествам состава – это «ВК», то есть с карбидом вольфрама и кобальтом; титановольфрамовые; титанотанталовольфрамовые и с износостойкими покрытиями. Так уже по названию понятно, какое вещество имеет приоритетное количество. По этому определяются характеристики.

Физические и механические свойства

Пожалуй, наиболее важные. Более подробно мы их перечислим и разберем ниже, сейчас укажем, что все без исключения соединения изготавливаются по рецептуре, утвержденной ГОСТ. Отечественный стандарт соответствует международным, поэтому можно посчитать все технические качества каждой марки. После того как мы перечислим их усредненные значения, приведем краткую таблицу.

Особенности технологических процессов получения

В зависимости от того, порошковое прессование или литье было взято за основу, определяются характерные черты. Например, про спеченные каждый специалист знает, что важный показатель – это размер карбидных зерен. Чем он меньше, чем более монолитный будет результат. Также это влияет на то, какие методы металлообработки могут быть применимы, и где будет затем использоваться материал.

Физико-механические характеристики

Безусловно, сказать усредненные значения достаточно сложно, ведь слишком многое влияет на то, каков будет результат. Ниже мы приведем более точные табличные данные из официального документа, но для начала представим, какие вообще свойства оцениваются и почему.

Допустимая прочность

Это сопротивление металла любому механическому воздействию извне. То есть то, что на поверхности не остается никаких деформаций после столкновения с другими деталями. И это очень точно сказано про твердосплавные материалы.

Измерения проводятся при помощи изгиба. Изменяется оказываемое на заготовку давление от 1200 МПа для ВК2, до 2150 МПа для ВК25.

Твердость

Это отношение нагрузки к площади поверхности, которая деформируется под воздействием индентора – то есть конуса или шарика, который в качестве эксперимента вдавливается в образец. Измеряется в HRA и достигает до 91, что очень высокий показатель в сравнении со сталью.

Реализуемая теплопроводность

Это способность проводить и сохранять тепло от более нагретой части к холодной. Процесс происходит до тех пор, пока не установится энергетический баланс. Средний показатель – около 51 Вт/(м×С).

Плотность твердых сплавов

Этот показатель значит то, насколько большая масса на единицу объема. Если сказать более простым языком, то это то, как сильно частички вещества прижаты друг к другу. А так как металлы в принципе очень тяжеловесные и фактически не содержат пустот, то и плотность их очень высокая. Характеристика колеблется в интервале 14,9 – 15,2 г/см3.

Жаропрочность

Любой материал разрушается под воздействием значительных температур, но граница, которую выдерживают составы, у всех разная.

твердые сплавы это

твердые сплавы это

В указанном случае образец может выдерживать до 1200 градусов.

Коррозийная стойкость

Устойчивость к ржавлению в основном обеспечивается легирующими добавками. В некоторых марках добавлен хром, как и в нержавейке, что увеличивает показатель.

Теперь приведем обобщающую таблицу, отметим, что данные взяты из документа ГОСТ.

Маркировка (берем наиболее популярные)Прочность на изгиб, МПаТеплопроводность, Вт/(м·°С)Твердость, HRAПлотность, г/см3
ВК212005191,515,1
ВК4150050,389,514,9
ВК6155062,888,515
ВК8170050,287,514,8
ВК101800678714,6
Т5К10145020,988,513,1
ТТ7К121700–– 8713,3
ТТ8К61350–– 90,513,3
ТН-201000–– 89,55,8

Области применения

Использование материала давно вышло широко за изготовление инструмента, хотя это и остается основным направлением работы с твердосплавными заготовками. Объясним почему – при резании или ином процессе металлообработки выделяется много тепла, которое пагубно воздействует на режущую кромку. В данном случае это влияние фактически незаметно из-за жаропрочности.

свойства твердых сплавов

свойства твердых сплавов

Также нужно учитывать повышенную прочность – инструментальный набор долгое время сохранит свою целостность, останется без сколов и пр. Поэтому ниже перечислим более конкретно те области, в которых происходит производство.

Металлорежущий инструмент

Здесь все просто – изготавливают сверла, фрезы, резцы, развертки, метчики различных диаметров, с разным количеством заходов, углом режущей кромки и пр.

твердосплавные материалы

твердосплавные материалы

Использование относительно конкретной заготовки обычно определяется маркировкой – одни предназначены для металлообработки одного материала, другие – второго.

Отдельные детали измерителей

Это различные циркули, штангенциркули, с помощью которых можно произвести очень точные измерения. Чем прочнее сталь, из которой они изготавливаются, тем более точных можно добиться результатов, потому что в ходе использования будет минимальный естественный износ.

Клейма, штампы

Во время горячей или холодной штамповки применяются пуансоны и матрицы, которые под воздействием давления должны изогнуть заготовку. Конечно, важно, чтобы они были более прочными, чем заготовка. В этом смысле твердые сплавы – отличный вариант.

Комплектующие для вырубки в металле

Художественная резка, а также объемная штамповка часто использует специальные острые режущие кромки, которые при нажатии врезаются в листовую сталь и вырезают часть.

Элементы станков для волочения и проката

Это могут быть валы, профили и направляющие. А также прижимные балки.

Оснащение для горнодобывающей техники

Горные породы зачастую такие же твердые, как и металлы.

твердые сплавы их свойства и применение

твердые сплавы их свойства и применение

Сравним алмаз – прочнее его сложно найти материал естественного происхождения. Поэтому при бурении, сверлении и других процедурах применяют данные инструменты.

Части подшипников

Применение вещества увеличивает износостойкость узлов.

Напыление на стальные корпуса

Даже тонкий слой способствует улучшению механических характеристик.

Оборудование для рудообогатительных заводов

Это первичная переработка полезных ископаемых. Во время процесса также требуются ножи с повышенными прочностными свойствами.

В статье мы рассказали про свойства твердых сплавов и особенности их изготовления, применения. Посмотрим видео для того, чтобы более подробно разобраться в теме:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию и приобрести ленточнопильные станки российского производства по металлу, свяжитесь с менеджерами компании «Рокта» по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Твердосплавные смеси ВК8

НИХРОМ

  • Продукция
    • Проволока
    • Лента
    • Пруток
    • Спираль
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

ФЕХРАЛЬ

  • Продукция
    • Проволока
    • Лента
    • Пруток
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

НИХРОМ В ИЗОЛЯЦИИ

  • Продукция
    • Круглый нагревательный провод
    • Плоский нагревательный провод
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

ТИТАН

  • Продукция
    • Пруток
    • Лист
    • Проволока
    • Лента
    • Труба
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

ВОЛЬФРАМ

  • Продукция
    • Проволока
    • Электроды
    • Пруток
    • Лист
    • Порошок
    • Штабик
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

МОЛИБДЕН

  • Продукция
    • Проволока
    • Лента
    • Труба
    • Пруток
    • Лист
    • Порошок
    • Штабик
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

КОБАЛЬТ

  • Продукция
    • Порошок
    • Лист
    • Слиток
    • Проволока
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

ТЕРМОПАРЫ

  • Продукция
    • Хромель-алюмель
    • Хромель-копель
    • Железо-константан
    • Вольфрам-рений
  • Описание
    • Хромель
    • Алюмель
    • Копель
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

ТЕРМОПАРЫ НАГРЕВОСТОЙКИЕ

  • Продукция
    • Термопарный провод
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

НИКЕЛЬ

  • Продукция
    • Лист
    • Анод
    • Катод
    • Пруток
    • Проволока
    • Лента
    • Труба
    • Порошок
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

МОНЕЛЬ

  • Продукция
    • Пруток
    • Труба
    • Лента
    • Лист
    • Проволока
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

КОНСТАНТАН

  • Продукция
    • Проволока
    • Лента
  • Описание
  • Цены
  • ГОСТы, ТУ
  • Статьи
  • Фото

МЕЛЬХИОР

  • Продукция
    • Пруток
    • Труба
    • Лента

Материалы для производства режущих инструментов

Режущие инструменты чаще всего производят в виде сборных или составных изделий, у которых часть изготовлена из конструкционной стали (корпус) и из режущего материала, который является инструментальным материалом (рабочая часть). Для оптимального подбора режущего инструмента по его характеристикам для наилучшей производительности необходимо обращать внимание на показатели твёрдости, прочности, износостойкости, красностойкости и жаростойкости, ударной вязкости, термодинамической и циклической прочности, теплоёмкости, теплопроводности, малое сродство с обрабатываемым материалом. Рабочая часть режущего инструмента не должна содержать редких и дорогостоящих материалов и легко обрабатываться.

В настоящее время наука находится на таком уровне развития, при котором ещё нет материала для режущего инструмента, который бы идеально подходил для работы с любыми материалами и отвечал бы всем вышеперечисленным требованиям. Но не всё так плохо, инструментальные материалы уже достаточно хорошо изучены и сгруппированы по назначению и характеристикам, среди которых можно выделить:

  • синтезированные твердые минералы — кубический нитрид бора;
  • естественные твёрдые минералы — рубин, сапфир, алмаз;
  • минералокерамические составы;
  • твёрдые сплавы;
  • дисперсионно-твердеющие инструментальные сплавы;
  • быстрорежущие стали;
  • легированная сталь; 
  • углеродистая сталь.

Инструментальные стали и сплавы

Углеродистая режущая сталь. Первым материалом для производства режущего инструмента применяли углеродистую режущую сталь, это материал известен уже давно, хорошо изучен и представляет собой следующие марки стали: У9А, У10А, У12А и У13А, число в которых указывает на десятые доли % углерода в его составе. Материал закаливается до показателя твёрдости 61 — 63 HRC. Механическая прочность режущего инструмента из этого материала достаточно высока, но этот материал имеет минимальный ресурс работы из всех известных инструментальных сталей и сплавов в связи с его низкой теплостойкостью и износостойкостью.

 

Низколегированные инструментальные стали — это углеродистая инструментальная сталь с невысоким содержанием (до 1%) легирующих добавок, таких как: ванадий, кремний, вольфрам, марганец, хром. Данный режущий материал имеет соответствующую маркировку, например: Х6ВФ, 95ХГСВФ, 9ХС, ХВГ. Указанные марки являются также самыми широкоприменяемыми из этой группы и закалены до твёрдости в 65 HRC. Повышенная износостойкость, по сравнению с обычными углеродистыми сталями, и столь же низкая теплостойкость в 250-350 °С — не позволяет обрабатывать твёрдые материалы и сплавы. Данные характеристики позволяют производить стандартные ручные и машинные инструменты для не отвественных и невысокоточных работ, для обработки материалов на низкой скорости и малых нагрузках. Преимуществом является низкая стоимость изготовления режущего материала из углеродистых и низколегированных углеродистых сталей.

 

Сверло по металлу из быстрорежущей стали Р18Высоколегированная инструментальная сталь — изготовленная на основе высокоуглеродистой быстрорежущая сталь с содержанием углерода (С) 0,7-1,4% со значительным содержанием карбидов (карбид хрома, карбид молибдена, карбид ванадия, карбид вольфрама) — это значительно повышает теплостойкость материала (до 670 °С), повышает прочность инструмента и износостойкость. Эти характеристики позволяют увеличить скорость обработки в 2-4 раза по сравнению с предыдущими материалами в этой группе (УС и НЛИС). Ниже мы приводим сгруппированный список высоколегированных инструментальных сталей в хронологическом порядке появившихся в инструментальной промышленности с описанием их характеристик:

 

  • Р9 и Р18 — марки быстрорежущей инструментальной стали, которые впервые появились в производстве. Химический состав быстрорежущей стали Р9 — 0,8% углерода, 4% хрома, 9% вольфрама, 2% ванадия. Химический состав быстрорежущей стали Р18 — 0,8% углерода, 4% хрома, 18% вольфрама, 1% ванадия. Обладают одинаково высокой теплостойкостью. Повышенная в 2 раза износостойкость быстрорежущей стали Р18 по сравнению с Р9 из-за более высокого содержания свободных карбидов (примерно в 3 раза). Р18 значительно лучше шлифуется, чем Р9, и меньше «прижигается»*. В виду всех этих преимуществ и положительных качеств уже давно принято считать быстрорежущую сталь Р18 эталоном, в сравнении с которой оценивают другие марки режущего материала этой группы.
  • В попытках сократить расход дорогостоящего вольфрама и повысить режущие свойства режущего инструмента учёные и инженеры отечественных НИИ разработали множество марок молибденовых режущих сталей: Р9М4, Р6М5, Р6М3; кобальтовых режущих сталей: Р9К10, Р9К5; ванадиевых режущих сталей: Р18Ф2, Р14Ф4, Р12Ф3, Р9Ф5; и быстрорежущих сталей с комбинацией легирующих добавок: Р18Ф2К5, Р12Ф2М3К8, Р12Ф4К5, Р6М5К5. Эти марки быстрорежущих сталей, всего их более 40 видов, подразделяются по производительности и теплостойкости на группы: нормальная, повышенная и высокая:
    • Режущая сталь с нормальной теплостойкостью — это инструментальная сталь с содержанием вольфрама Р9, Р12 и Р18, а также современные их аналоги — Р6М5 (импортный аналог — HSS), Р6М3.
    • Режущая сталь с повышенной теплостойкостью — это инструментальная сталь

Выбор сплава для токарной обработки

Основная
Марка сплава Область
применения
Применение
А10 М05-М15
К05-К15
N05-N20
S05-S15
h20-h25
— современный аналог сплава ВК60М;
— чистовая и получистовая обработка твердых, легированных и отбеленных чугунов, закаленных сталей и некоторых марок нержавеющих, жаропрочных сталей и сплавов, особенно сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена
B20 K15-K25
N15-N30
S10-S20
M15-M25
— современный аналог сплава MC321;
— получистовое и черновое точение заготовок из чугунов, жаропрочных сталей и сплавов, коррозионно-стойких сталей, цветных металлов и сплавов, неметаллов при средних скоростях резания, сечения среза:
-высокая механическая и термоударная прочность режущих кромок.
B35 K20-K35
S20-S30
M25-M40
N25-N30
— современный аналог сплава BK8;
— черновое точение при неравномерном сечении среза и прерывистом резании серого чугуна, цветных металлов и их сплавов, неметаллических материалов, коррозионно-стойких сталей, жаропрочных сталей и сплавов, в том числе сплавов титана.
h20 P05-P20 — современный аналог сплава T15K6;
— получистовое точение при неравномерном резании:
— чистовое точение при прерывистом резании углеродистых и легированных сталей.
h40 P25-P35 — современный аналог сплава T5K10;
— черновое точение при неравномерном сечении среза и прерывистом резании;
— фасонное точение углеродистых и легированных сталей, преимущественно в виде поковок, штамповок и отливок по корке окалины.
T20 M15-M25 — современный аналог сплава MC221;
— получистовое и черновое точение коррозионно-стойких сталей;
— высокая износостойкость и механическая прочность режущих кромок
T40 P30-P50
M25-M35
— современный аналог сплава MC146;
— черновое точение штамповок и паковок из конструкционных, инструментальных и коррозионно-стойких сталей, сталей для отливок при средних и малых скоростях резания и больших сечениях среза;
— высокая механическая и термоударная прочность режущих кромок.

Дополнительная
Марка
сплава

Область 
применения
Применение
А30 M20-M30
S15-S25
— современный аналог сплава BK10OM;
— черновая и получистовая обработка некоторых марок коррозионно-стойких сталей, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена.
B25 K20-K30 — современный аналог сплава BK6;
— черновое и получерновое точение серого чугуна.
H05 P01-P05
h25-h35
— современный аналог сплава T30K4;
— чистовое точение с малым сечением среза углеродистых и легированных сталей;
— обработка закаленных сталей (с твердостью 50-55 HRC)
T50 P40-P50
M30-M40
— современный аналог сплава TT7K12;
— тяжелое черновое точение стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и различных неметаллических включений при неравномерном сечении среза и наличии ударов углеродистых и легированных сталей, коррозионно-стойких сталей.

Основные
Марка
сплава
Характеристика сплава. Облать
применения

ISO
Применение
AP10AT Твердый сплав с градиентным покрытием PVD и мелкозернистой основой. M05-M15
S05-S15
h20-h25
N01-N15
K05-K10
— чистовая и получистовая обработка коррозионно-стойких сталей, жаропрочных сплавов, титановых сплавов, цветных металлов,чугуна, материалов повышенной твердости.
BC20HT Твердый сплав с покрытием CVD. K10-K20
h25-h30
— чистовая и получистовая обработка чугуна, стали и закаленной стали;
— высокая износостойкость при средних и высоких скоростях резания;
— твердая основа.
BC25HT
Твердый сплав с покрытием CVD.
K15-K25 — чистовая и получистовая обработка чугуна;
высокая износостойкость при средних и высоких скоростях резания.
BC35PT Твердый сплав с покрытием CVD. K20-K30
M20-M35
— сплав повышенной надежности для обработки всех видов чугунов и нержавеющих сталей мартенситного и ферритного классов при тяжелых условиях резания;
— прочная основа.
BP20AM Твердый сплав с мультислойным PVD покрытием. M10-M15
S10-S20
K10-K25
N10-N30
— чистовая и получистовая обработка чугуна, коррозионно-стойких сталей, жаропрочных сплавов, титановых сплавов, цветных металлов.
BP35AM Твердый сплав с мультислойным PVD покрытием. M25-M40
S15-S30
— прочный сплав для черновой обработки коррозионно-стойких сталей, жаропрочных сталей и сплавов том числе титана при неблагоприятных условиях резания.
TC20HT Твердый сплав с покрытием CVD. P10-P25 — чистовая и получистовая обработка стали при средней и высокой скорости резания;
— высокая износостойкость. 
TC40PT Твердый сплав с покрытием CVD. P20-P40
M20-M30
— высокопроизводительная обработка углеродистой и легированной стали, стального литья, коррозионно-стойких сталей мартенситного и ферритного классов при тяжелых условиях резания;
— прочная основа.
TP20TT Твердый сплав с покрытием PVD. M10-M25 —  чистовая и получистовая обработка коррозионно-стойких  сталей при средней и высокой скорости резания;
TP40AM Твердый сплав с мультислойным PVD покрытием. P30-P50 — прочный сплав для черновой обработки углеродистых, легированных сталей при неблагоприятных условиях;
TP40TT Твердый сплав с покрытием PVD. M20-M35 — прочный сплав для черновой обработки углеродистых, легированных и коррозионно-стойких сталей при неблагоприятных условиях.

Дополнительные
Марка
сплава
Характеристика сплава Область
применения
по ISO
Применение
AP30AT Твердый сплав с градиентным покрытием PVD и мелкозернистой основой. M15-M30
S10-S25
h30-h35
— получистовая обработка коррозионно-стойких и закаленных сталей, жаропрочных сплавов, титановых сплавов;
— используется при высоких требованиях к точности и качеству поверхности.
BP20TT Твердый сплав с покрытием PVD. M10-M20 — чистовая и получистовая обработка коррозионно-стойких сталей;
HP10TT Твердый сплав с покрытием PVD. P05-P15 — чистовая обработка стали и стального литья;
HP30TT Твердый сплав с покрытием PVD. P20-P35 — получистовая и черновая обработка углеродистых и легированных сталей;
TC20PT Твердый сплав с покрытием CVD P10-P25 — чистовая и получистовая обработка сталей при средней и высокой скорости резания;
— высокая прочность.
TC35PT Твердый сплав с покрытием CVD P25-P40 — высокопроизводительная обработка стального литья, коррозионно-стойких сталей мартенситного и ферритного классов при тяжелых условиях;
— прочная основа.
TP20AM Твердый сплав с мультислойным PVD покрытием. P15-P30 — чистовая и получистовая обработка углеродистых, легированных сталей при высоких и средних скоростях резания.

Обработка стали с использованием карбидных штампов

Есть много способов формовать сталь. Он может быть подвергнут механической обработке, профилированию или штамповке. Однако в этой статье основное внимание уделяется использованию штампов для штамповки стали. Обычно компании используют твердосплавные матрицы, поскольку карбид в три раза тверже стали. Твердосплавные матрицы, один из видов твердосплавной оснастки, используются для формования стали в самых разных отраслях промышленности и с использованием самых разных методов в производстве инструментов и штампов.Как формируется сталь, зависит от ее конечного использования. Обычно трубы, стержни и проволока протягиваются через фильеру, в то время как крепежные детали и другие формы формуются в операции заголовка. Затем для дальнейшего формования стали можно использовать другие специализированные матрицы. Способ использования штампов при формовании металлов распределяется следующим образом:

Типы штампов

Плашки для холодной штамповки

Штампы для холодной штамповки (также называемые штампами для холодной высадки или просто штампами для жатки) используются для изготовления стальных деталей на высоких скоростях и изготавливаются из карбида вольфрама.Процесс начинается с того, что холодная металлическая заготовка помещается в штамп для холодной штамповки. Затем в пулю наносится удар (наподобие молотка), который вдавливает пулю в матрицу, придавая ей желаемую форму. Сила быстрого и мощного удара пуансона превышает предел текучести металлов, заставляя заготовку разжижаться и образовывать полость холодно-формовочных штампов, создавая большое разнообразие деталей и изделий. К ним относятся многие крепежные детали, такие как болты, гайки, гвозди и винты. Этот метод, также называемый заголовком, можно использовать для быстрого изготовления самых разных стальных деталей.Эти детали используются в аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности, и это лишь некоторые из многих отраслей, в которых используется оборудование для холодной высадки.

Матрица для волочения карбида

Волочильные штампы из карбида вольфрама, также известные как волочильные штампы или экструзионные штампы, используются при производстве труб, труб, стержней и проволоки. Процесс начинается с рулона стали или другого металла. Обычно используемые стали варьируются от нержавеющей до низкоуглеродистой. Штампы для волочения также могут использоваться в производстве таких вещей, как выхлопные трубы и музыкальные инструменты.При волочении сталь проталкивается через матрицу, уменьшающую ее размер. Карбид вольфрама обладает высокой прочностью на сжатие, что позволяет ему выдерживать давление, возникающее при проталкивании стали через него, в результате чего внешний диаметр меньше. Часто для дополнительного сужения внешнего диаметра стали используется ряд фильер. Это отлично подходит для стержней и проволоки, но если нужна трубка, то для сохранения внутренних размеров используется оправка. D

.Сталь

— это … Что такое карбид-сталь?

  • Сталь — (ст [= д] л), н. [КАК. ст [= e] l, st [= y] l, st [= y] le; сродни D. staal, G. stahl, OHG. stahal, Исель. st [= a] l, Дан. staal, Sw. st [* a] l, Old Prussian stakla.] 1. (Металл) Разнообразие железа, промежуточное по составу и свойствам между кованым железом и… The Collaborative International Dictionary of English

  • Стальная утка — Сталь Сталь (st [= e] l), n. [КАК. ст [= e] l, st [= y] l, st [= y] le; родственный Д.staal, G. stahl, OHG. stahal, Исель. st [= a] l, Дан. staal, Sw. st [* a] l, Старопрусская стакла.] 1. (Металл) Разнообразие промежуточных по составу и свойствам железа между…… The Collaborative International Dictionary of English

  • Сталелитейный завод — Steel Steel (st [= e] l), n. [КАК. ст [= e] l, st [= y] l, st [= y] le; сродни D. staal, G. stahl, OHG. stahal, Исель. st [= a] l, Дан. staal, Sw. st [* a] l, Старопрусская стакла.] 1. (Металл) Разнообразие промежуточных по составу и свойствам железа между…… The Collaborative International Dictionary of English

  • Уловитель стальной — Сталь Сталь (st [= e] l), n.[КАК. ст [= e] l, st [= y] l, st [= y] le; сродни D. staal, G. stahl, OHG. stahal, Исель. st [= a] l, Дан. staal, Sw. st [* a] l, Старопрусская стакла.] 1. (Металл) Разнообразие промежуточных по составу и свойствам железа между…… The Collaborative International Dictionary of English

  • Сталь винная — Сталь Сталь (ст [= д] л), н. [КАК. ст [= e] l, st [= y] l, st [= y] le; сродни D. staal, G. stahl, OHG. stahal, Исель. st [= a] l, Дан. staal, Sw. st [* a] l, Старопрусская стакла.] 1. (Металл) Разнообразие промежуточных по составу и свойствам железа между…… The Collaborative International Dictionary of English

  • Carbide Cannon — самодельный или купленный в магазине шумогенератор.См. Пушка Большого Взрыва. Работа устройства заключается в сбрасывании порошка или кусочков карбида в воду, находящуюся в закрытом контейнере. Карбид при смешивании с водой образует газообразный ацетилен.…… Wikipedia

  • сталь — стальная, прил. / сталь /, н. 1. Любая из различных модифицированных форм чугуна, произведенная искусственно, с содержанием углерода меньше, чем в чушках, и больше, чем в кованом чугуне, и обладающая различными характеристиками твердости, эластичности и прочности… Universalium

  • карбид — / kahr buyd, bid /, n.1. соединение углерода с более электроположительным элементом или группой. 2. См. Карбид кальция. 3. очень твердая смесь спеченных карбидов различных тяжелых металлов, особенно. карбид вольфрама, используемый для режущих кромок и плашек. [1860…… Универсал

  • Сталь — Для использования в других целях, см Сталь (значения). Стальной трос шахтной шахтной башни… Wikipedia

  • сталь — обычно определяется как металлический продукт, основным элементом которого является железо и содержание углерода не превышает 2%.(Присутствие большого количества карбидообразующих элементов может изменить верхний предел содержания углерода.) Кислая сталь…… Глоссарий по механике

  • Сталь Бессемера — Сталь Сталь (st [= e] l), n. [КАК. ст [= e] l, st [= y] l, st [= y] le; сродни D. staal, G. stahl, OHG. stahal, Исель. st [= a] l, Дан. staal, Sw. st [* a] l, Старопрусская стакла.] 1. (Металл) Разнообразие промежуточных по составу и свойствам железа между…… The Collaborative International Dictionary of English

  • .

    Компания Alloy Carbide

    Если у вас есть проблемы с износом или вы хотите снизить затраты на техническое обслуживание, у нас есть ответы, которые вы ищете. Мы помогли таким компаниям, как ваша, найти спроектированные, проверенные решения для долговечных компонентов.

    Сервис

    Опыт с прецизионными допусками и чистовой обработкой при шлифовании, механической обработке, полировке, пайке, притирке и оценке делает Alloy Carbide Co вашим лучшим выбором при ремонте и обслуживании.Воспользуйтесь нашим 300-летним совместным опытом нашей рабочей силы, чтобы вывести из вашего компонента продукт высочайшего качества.

    Качество и точность мирового класса

    Alloy Carbide гордится тем, что остается конкурентоспособной силой в нашей отрасли. Использование новейших технологий и новых процессов обработки материалов помогает нам лучше удовлетворять производственные потребности наших клиентов. Компания Alloy Carbide недавно приобрела Doosan MV-8035. Этот удивительный 5-осевой обрабатывающий центр увеличивает производственный потенциал на 78.7 дюймов по оси X, 36,4 дюйма по оси Y по горизонтали и более 33,5 дюймов по вертикали, включая 4-ю и 5-ю оси для производства деталей в соответствии с требованиями заказчика.

    По мере расширения нашего отдела ЧПУ и автоматизации операций мы также повышаем производительность с помощью робототехники на нашем предприятии по нанесению твердосплавных покрытий. При добавлении робота S700 от Fanuc, специально разработанные покрытия — это всего лишь программа. От шаровых кранов диаметром 41 «до компонентов клапана 3/8» мы обеспечиваем качественные детали с карбидным покрытием каждому из наших клиентов.

    Наш отдел контроля качества идет в ногу с растущими требованиями отрасли с помощью прибора Faro Gage Plus. Эта координатно-измерительная машина с шестью оптическими датчиками (КИМ) повышает производительность, создает ценную документацию и снижает затраты клиентов.

    Благодаря этим дополнениям, а также технологиям металлообработки, производства и контроля Alloy Carbide мы можем лучше адаптироваться к росту нашей отрасли.

    Заявление о качестве

    Компания

    Alloy Carbide Company своевременно доставит нашим клиентам бездефектные продукты и услуги.Каждый будет постоянно стремиться предотвращать дефекты и выполнять работу «с первого раза», понимая и соблюдая все требования наших клиентов.

    Успех

    Alloy Carbide объясняется как способностью, так и склонностью помогать решать проблемы и, прежде всего, подчеркивать надежное качество своих продуктов и услуг.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.