Вопрос 6 (23). Изготовление инструментов из твердого сплава

Спечённые твердые сплавы получают методом порошковой метал­лургии. Они представляют собой композиции, состоящие из тугоплавких соединений (карбиды вольфрама, карбиды титана, карбиды тантала, карбонитриды титана) в сочетании с цементирующей (связующей) фазой (ко­бальт, никель, молибден). Исходным материалом служат порошки указан­ных материалов, которые смешивают в определенных пропорциях, прес­суют в специальных пресс-формах и спекают при температуре 1200... 1500 °С. После спекания твердые сплавы приобретают высокую твердость и не нуждаются в дополнительной термической обработке. Структура спечен­ных твердых сплавов состоит из твердой карбидной фазы и цементирующей фазы. Размеры частиц карбидной и связующей фаз весьма малы и для большинства сплавов составляют 0,5...10 мкм.

Для изготовления режущих инструментов твердые сплавы поставля­ют в виде пластинок определенной формы и размеров. Твердые сплавы, как инструментальные материалы, обладают рядом ценных свойств, ос­новным из которых является высокая твердость (82...92HRA), сочетающая­ся с высоким сопротивлением изнашиванию. Они характеризуются весьма высоким пределом прочности при сжатии (до 6000 МПа). Предел прочно­сти при изгибе невелик и составляет 1000...2500 МПа.

Чем больше в сплаве карбидов вольфрама, титана, тантала, тем выше твердость, теплостойкость, а следовательно, и износостойкость сплава и ниже его механическая прочность. При увеличении содержания связую­щей фазы (кобальт, никель, молибден), наоборот, твердость и теплостой­кость снижаются, но возрастает его прочность.

Важной характеристикой инструментального материала является его способность сохранять свою твердость при повышенных температурах.

Твердые сплавы по химическому составу можно разделить на четыре группы:

- вольфрамокобальтовые (W-Co);

- титановольфрамокобальтовые (WC-TiC-Co);

- титанотанталовольфрамокобальтовые (WC-TiC-TaC-Co);

- безвольфрамовые (на основе TiC, TiCN с никельмолибденовой связ­кой).

При изготовлении режущих инструментов с механическим креплением пластинок твердого сплава, а также с креплением их силами резания, технологический процесс изготовления этих инструментов существенно меняется: исключается напайка пластинок и связанные с ней операции. Изменяется метод механической обработки самих пластинок. Вместо шлифования их абразивными кругами применяют химико-механическое шлифование с помощью гладких дисков при обработке широких плоскостей и с помощью специальных приспособлений при шлифовании режущих поверхностей.

Окончательную обработку пластинок производят до закрепления их в корпусе, и в собранном виде в большинстве случаев режущие поверхности не обрабатывают.

Шлифование пластинок твердого сплава по широким плоскостям на химико-механическом станке целесообразно производить также перед их напайкой. Этой операцией устраняется кривизна пластинок и производится подгонка их по толщине, что делает более надежным выполнение операции напайки пластинок твердого сплава.