Твердые сплавы

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

При обработке стали удельное сопротивление резанию в 2—3 раза выше, чем при обработке чугуна, и, следовательно, образуется значительно большее количество тепла. Длинная сливная стружка сходит по передней поверхности резца, причем поверхность соприкасания с режущей кромкой большая и время относительно продолжительное. При этом стружка существенно деформируется, что также способствует теплообразованию. Все эти факторы создают значительную термонагрузку на режущую кромку ( в отношении ее окалино-стойкости и жаропрочности), более высокую, чем при обработке чугуна.
...
При низких скоростях резания в результате высокой температуры, значительного давления и относительно продолжительного соприкасания стружки с режущей кромкой образуются наросты, приводящие вследствие их периодического отрыва к более или менее сильному выкрашиванию. По мере увеличения скорости резания это явление постепенно исчезает и начинает образовываться лунка [91].
...
В связи с тем, что износ при обработке стали большей частью является следствием взаимодействия поверхностных сил между инструментом, стружкой и обрабатываемой деталью (экспериментально это можно доказать опытами по Давилю путем определения «температуры приваривания» или прочности сварного шва), склонность к привариванию можно уменьшить при правильном выборе соответствующих легирующих добавок. Это замедляет образование нароста, лунки и износа по задней поверхности. Наилучшее действие оказывают добавки TiC и ТаС и отчасти NbC, ZrC и HfC. Эти карбиды металлов образуют устойчивые и прочные окислы. Поэтому в настоящее время для обработки стали применяют твердые сплавы WC—TiC—Со и WC—TiC—ТаС (NbC)—Со.
...
Причиной износа твердых сплавов WC—TiC—Со, так же как и сплавов WC—Со, является, по мнению Трента [36, 90], образование под действием температуры и давления тонких пленок жидких фаз. Эти пленки быстро удаляются в результате механического воздействия. Различие между обеими марками твердого сплава состоит в том, что сплавы WC—TiC—Со образуют со сталью жидкую фазу лишь при температуре 1350° С и выше. Это подтверждено экспериментально опытами,
...
аналогичными опытам Давиля, и объясняется характерным поведением WC—TiC-твердого раствора в подобных марках твердого сплава. Если присутствует структурно свободный WC, то появляются более легкоплавкие фазы, как и в сплавах WC—-Со. Наблюдаемая зависи
...
мость износа по передней поверхности от содержания структурно свободного WC в твердых сплавах WC— Т1С—Со подтверждается и на практике. Замена карбида титана карбидами тантала, ниобия или гафния ничего не меняет.
...
По мнению Хинню-бера [92], наряду с механическим износом в результате истирания и приваривания значительное влияние на износ оказывает окисление при высоких температурах. Как указывалось выше, режущая кромка очень
...
Рис. 82. Кривые стойкость — скорость резания для сплава L3 при резании стали СК 45 в различных атмосферах (передний угол 7=
...
па воздухе в основном окисляются только кобальт и карбид вольфрама. При температурах выше 800° С начинается окисление твердого раствора, приводящее к повышенному износу по передней поверхности. Действительно, при экспериментальном точении в различных окисляющих и нейтральных атмосферах наблюдали определенное изменение стойкости (рис. 82) [71, 93—96].
...
Согласно исследованиям Хэенкампа [97, 98], вследствие перепада температур между обрабатываемым материалом ц твердосплавным лезвием возникает термоэлектрический ток, способствующий переносу материала н, следовательно, процессу износа. В результате термодиффузии наблюдается довольно быстрый перенос углерода, что приводит к обезуглероживанию за\ ней поверхности резца и к образованию бедных по углероду фаз типа хрупкой и-фазы.
...
Таким образом, при образовании сплава между обрабатываемым материалом и твердым сплавом большую роль играют процессы диффузии. Вопросам диффузии между соприкасающимися парами пластинок WC (или твердый сплав) — сталь (или чугун) посвящены металлографические исследования Альтепверта [99]. При 800° С WC начинает взаимодействовать и при 1000° С образуется двойной карбид. Карбиды же титана и тантала не реагируют до 1500° С. Диффузионный износ при резании зависит от содержания углерода, причем это относится как к растворению WC и диффундированию углерода в сталь, так и к диффундированию углерода из чугуна в твердый сплав. В результате такого разрыхления структуры твердого сплава создаются предпосылки для его износа. Наличие твердых растворов, содержащих TiC или ТаС, не способствует растворению WC; их присутствие препятствует износу.
...
Опитц п его сотрудники [86] также установили, что окисные включения в сталях могут привести (вследствие раскисления сплавами кальций — кремний), к образованию препятствующего износу окисного слоя на токарных резцах с пластинами из твердого сплава, содержащего TiC. Таким образом, незначительные примеси в обрабатываемом материале могут привести к разноречивым результатам при определении стойкости.
...
Процесс износа твердого сплава при резании является очень сложным. Большую роль при этом играют не только механические свойства режущего материала, по и химические реакции между ним и обрабатываемым материалом. Многообразие обрабатываемых материалов и разнообразие операций по резанию требует большого дифференцирования химического состава и структуры твердых сплавов, что очень затрудняет международную стандартизацию и обозначение сплавов.
...
Режимы резания. Кривые Т—v, получаемые при определении стойкости в зависимости от сечения среза, в системе двойных логарифмических координат представляют собой ряд параллельных прямых (рис. 83). Математически эти кривые соответствуют уравнению
...
Величина п, определяющая наклон прямых, различна для разных материалов и колеблется от 4 до 15; при различных видах обработки твердыми сплавами п составляет лишь 5—7 (рис. 84) [100].
...
На рис. 83 видно, как влияет скорость резания и сечения среза на стойкость. При постоянном сечении среза повышение скорости резания сказывается на сокращении стойкости. При постоянной скорости резания увеличение сечения среза сокращает стойкость. При дан-
...
ной стойкости режущего лезвия каждой форме и каждому размеру среза соответствует совершенно определенная скорость резания, причем увеличение сечения среза требует лишь относительно небольшого снижения скорости резания, что имеет большое значение для эффективного резания.
...
Закономерность зависимости между скоростью резания, сечением среза и стойкостью действительна, однако не для любой
...
В разделе о температуре резания указывалось, что тепловая нагрузка на лезвие при обработке стали значительно больше, чем при обработке чугуна. Применяя охлаждение соответствующими жидкостями, можно повысить производительность. В случае твердого сплава, который выдерживает существенно более высокую тепловую нагрузку, чем быстрорежущая сталь, это сказывается не столько на повышении скорости ре-
...
зания, сколько на продлении периода стойкости до 200%- При этом охлаждающая жидкость оказывает не только охлаждающее действие, но и в качестве смазывающего вещества уменьшает трение. При обдирочном точении стали твердыми сплавами на мощных станках, когда тепловая нагрузка на лезвие находится на грани допустимой, охлаждение, особенно интенсивное, приво-
...
на. Давиль [38] подробно исследовал эту проблему, обрабатывая сталь прочностью 55 кГ/мм2 твердыми сплавами WC—Со (95/5) и WC~TiC—Со (80/15/5). Его исследования применимы и для современных сплавов WC—TiC—ТаС (NbC)—Со. Кривые стойкости на рис. 87 показывают, что TiC-твердые сплавы значительно превосходят сплавы WC—Со (особенно в области вы-
...
Рис. 87. Зависимость стойкости сплавов WC—Со и WC—TiC—Со от скорости резания при обработке стали (ст„ = 55 кГ/мм2,
...
Рис. 88. Зависимость стойкости сплавов WC— СО и WC—TiC—Со от скорости резания при обработке чугуна (серый чугун, 200 НВ,
...
соких скоростей резания). Износ по передней поверхности у сплавов WC—TiC—Со значительно ниже, чем у сплавов WC—Со, так как TiC препятствует привариванию. Более высокая производительность сплавов WC—Со при низких скоростях резания объясняется тем, что у сплавов WC—TiC—Со появляются наросты и выкрашивания. Кривая стойкости для сплавов WC—TiC—Со характеризуется максимумом [40, 71, 72, 101, 108]. Согласно последним исследованиям Давиля и Альтмайера [107], это связано с эффектом залечивания в структуре режущего материала.
...
Рис. 89. Влияние различного содержания Со на производительность резания твердых сплавов при точении нелегированной стали прочностью 90 кГ/мм2;
...
Рис. 90. Влияние карбида титана на производи--тельность резания твердых сплавов при точении нелегированной стали прочностью 90 кГ/мм2
...
при обработке чугуна твердостью по Бриннелю 200 кГ/мм2 приведена на рис. 88. Сплавы WC—TiC—Со плохо переносят большую механическую нагрузку и выкрашиваются при низких скоростях резания. Сплавы WC—Со обладают более высокой прочностью, а следовательно, и значительно большей стойкостью при об-
...
Ведя дальнейшую разработку этих двух групп твердых сплавов для обработки чугуна и стали, исследователи обстоятельно изучили влияние различного состава и условий изготовления твердых сплавов на их стойкость. Рапатц, Поллак и Холцбергер [68] исследовали влияние содержания кобальта и карбида титана на стойкость сплавов WC—TiC—Со при обработке стали (рис. 89 и
...
90). Сравнивались также аналогичные марки твердых сплавов разных изготовителей [49, 109—112]. Необходимо отметить, что при оценке результатов исследования следует учитывать небольшое различие в составе и условиях изготовления, которое может оказаться решающим. Большую роль играет также обрабатываемый ма-терал. Так, например, Шауман [113] при резании стали одинакового состава и одинаковых механических свойств
...
Рис. 92. Влияние TiC и ТаС па стойкость сплавов в зависимости от содержания кобальта. Обрабатываемый материал St 70.11; aXs = 2X0,46 мм2;
...
Балльхаузен [49] обстоятельно исследовал влияние содержания Со в сплавах WC—Со и WC—TiC—Со на производительность резцов при точении. На рис. 91 приведена пространственная диаграмма скоростей резания указанных сплавов: после 10 мин резания стали прочностью 85 кГ/мм2
...
Боосе [114] установил прямую зависимость износа по задней поверхности от содержания Со и дефицита С у твердых сплавов с 5—30% TiC.
...
Продолжая работы Балльхаузена по систематизации, Бойтель с сотрудниками [69, 115, 116] подробно исследовал вопросы производительности резания (характеризуемой величиной площадки износа и глубиной лунки) с точки зрения стандарта ISO. Из рис. 92 следует, что при обработке стали сплавы WC—TiC—Со и WC—ТаС—Со превосходят по производительности сплавы, не содер-
...
зания занимают среднее положение между быстрорежущими сталями и окисной керамикой, что подтверждается исследованиями по резанию чугуна и стали (рис. 94).
...
В случае применения очень вязких, но менее износостойких твердых сплавов группы К (см. стр. 57), производительность быстрорежущей стали при обработке чу-
...
Рис. 94. Износостойкость быстрорежущей стали, твердого сплава и режущей керамики (ширина площадки износа 5 = 0,2 мм;
...
гуна почти вплотную приближается к производительности твердых сплавов. Окисная же керамика значительно превосходит по допускаемым скоростям резания даже высокоизносостойкие твердые сплавы. Примечательно, что при резании чугуна режущая керамика превосходит сплавы группы Р, применяемые для обработки стали. Объясняется это также характером износа. Износ твердых сплавов при обработке чугуна на очень высоких скоростях резания обусловливается не столько истиранием, сколько явлениями диффузии и связанными с ней последствиями. В случае режущей керамики наблюдается обратное. Несмотря на это окисная керамика не вытесняет твердые сплавы, а лишь дополняет их при определенных операциях резания.
...
При выборе скорости резания руководствуются, согласно Хиршфельду [11], двумя критериями: либо максимальной производительностью за единицу времени, либо минимальной общей стоимостью обработки. Учитывая стоимость машинной работы (заработная плата, энергия, амортизация и т. д.) и общую стоимость замены инструмента (смена инструмента, стоимость заточки, расход инструмента), получают следующее: эффективная стойкость должна быть тем выше, чем дороже инструмент, чем больше времени требуется на замену и заточку, чем выше доля заработной платы за заточку и чем ниже заработная плата рабочего-станочника.
...
При выборе наиболее экономичных условий резания [19, 27, 45, 92, 117—124] эффективная стойкость не может быть одинаковой для всех предприятий и цехов и даже для всех станков одного и того же цеха. Если для замены инструмента необходимо продолжительное время, как например, при работе на автоматах, то следует придавать большее значение стойкости инструмента. Особое значение это имеет при сложных и точных работах, когда после каждой замены одного из инструментов иногда приходится проверять и вновь устанавливать все другие инструменты. Поэтому при работе на автоматах стойкость инструмента должна быть, как правило, в 2—3 раза выше стойкости инструмента для работы на обычных токарных станках.
...
Поскольку твердые сплавы допускают значительно более высокие скорости резания при больших сечениях среза, они требуют более мощных станков. В табл. 55 приведены скорости резания и потребные мощности при обработке сталей различной прочности твердыми сплавами и быстрорежущей сталью. При обработке материалов высокой прочности твердыми сплавами допускаемая скорость резания возрастает относительно быстрее, чем увеличивается потребная мощность. Данные о скоростях резания стали St 70.11 в зависимости от глубины резания и подачи приведены в табл. 56. Повышение скорости резания особенно велико при малых подачах
...
Средняя скорость резания и потребная мощность при обработке етапи
...
(чистовая обработка). Чем больше работа принимает характер обдирки (примерное сечение среза 2 мм2 и больше), тем относительно меньше повышается производительность. Тем не менее мощность старых станков для обдирочных работ недостаточна для использования всех преимуществ твердых сплавов.
...
На рис. 95 приведен график потребной мощности для обработки стали прочностью 70 кГ/мм2 [11]. В то время, как для снятия стружки сечением 5 мм2 инструменталь
...
ной сталью требуется 5 кет, а быстрорежущей сталью — около 10 кет, при тех скоростях резания, которые допускают применение твердого сплава, необходима мощность 20— 30 кет. При еще большем сечении среза потребная мощность еще выше и достигает 5— 10-кратной величины. Так как мощность старых обычных станков не превышает 5 кет, недостаток в мощности особенно ощутим при
...
применения твердосплавных режущих инструментов сильно отставало развитие соответствующих мощных и устойчивых металлообрабатывающих станков. Лишь в последние годы начали строить специальные стайки, в частности обдирочные токарные, универсальные токарные, револьверные, сверлильно-расточные, фрезерные, строгальные, позволяющие полностью использовать превосходные режущие качества твердых сплавов [11, 126— 129]. Однако для новых высоковязких сплавов групп Р 40 и Р 50, заполняющих пробел между твердыми сплавами старых марок и быстрорежущей сталью, мощность и
...
По мнению Хиршфельда [11], преимущества твердых сплавов прн обработке резанием и их экономическое значение следующие:
...
Твердый сплав является дорогим материалом и его применение должно быть экономически оправданным. Поэтому у крупных инструментов, узлов машин и приборов делаются из твердого сплава только такие детали, которые подвержены высоким нагрузкам. Так, например, у токарных, строгальных и прочих режущих инструментов твердым сплавом оснащают только режущую часть, а остальные части делают из стали. Твердый сплав изготовляют в виде пластинок, которые большей частью стандартизованы (например, ДИН 4966, 1 и 2 издание, ISO ТС 29 [140, 141], ДИН 4950). Эти пластинки напаивают на инструмент. В качестве материала для державки обычных токарных и строгальных инструментов применяют углеродистую сталь или сталь, легированную марганцем, прочностью около 70 кГ/мм2. Следует избегать применения стали низкой прочности, так как она не выдерживает возникающих нагрузок. Применение такой стали может привести к поломке твердосплавной пластинки или разрыву спая [142]. Для инструментов с большим вылетом рекомендуются державки из тяжелых металлов [143—145] или из спеченной стали, пропитанной медью [146]. Эти державки отличаются хорошими амортизирующими свойствами.
...
Для инструментов, державки которых подвергаются особо высоким нагрузкам в отношении прочности, жаропрочности или износа (узкие резцы для шпоночных канавок, спиральные сверла, фрезы, зенкеры, развертки и т. д.), следует применять углеродистые стали высокой прочности, легированные инструментальные стали или низколегированные быстрорежущие стали. При этом иногда требуются особые методы напайки и обработки.
...
Как правило, для твердосплавных инструментов применяют державки большего сечения, чем для инструментов из быстрорежущей стали для аналогичных работ. Высота державки под твердосплавной пластинкой должна быть по меньшей мере в 3 раза больше толщины
...
Изготовление инструментов, оснащенных твердыми сплавами
...
Чтобы определить размер державки, используют номограммы, однако, согласно Лауссману1, следует учитывать также удельное давление резания для данного обрабатываемого материала.
...
Для надежной передачи усилий резания на державку через паяное соединение необходимо плотное прилегание пластинки. Поверхности
...
напайки должны быть очищены от грязи, масла или окалины. В державках, полученных разрезкой заготовок, и в кованых державках (отогнутые пли изогнутые резцы) гнездо под пластинку фрезеруют или строгают под нужными пе
...
Опорную поверхность целесообразно сделать несколько больше, так, чтобы она выступала на несколько десятых долей миллиметра за нижние кромки пластинки (рис. 96). Это обеспечивает плотный
...
У широких инструментов с малой толщиной державки целесообразно увеличить ее толщину, чтобы избежать образования трещин в пластинке вследствие коробления державки. После напайки лишний материал державки выфрезеровывают пли вышлифовывают.
...
Опорные поверхности пластинки шлифуют на круге из карбида кремния. Целесообразно применять более крупнозернистые круги, так как припой лучше пристает к шероховатой поверхности.
...
ления 1084° С), которую применяют в виде мелких кусочков жести или проволоки. При напаивании небольших инструментов, которые работают при невысоких температурах, рекомендуется применять припои с низкой температурой плавления (серебряный или латунный). В последнее время серебряные припои применяют и для напайки обычных инструментов, инструментов ударного бурения (пайка в паз) и т. д. В качестве флюса и для защиты от окисления при напайке медью применяют обезвоженную порошкообразную буру. Для напайки серебром применяют более низкоплавкие флюсы, которые в большинстве случаев непригодны для напайки медью.
...
В табл. 57, согласно данным Хиннюбера и Хильбеса [147], приведены свойства твердых и мягких припоев для напайки твердых сплавов. Медные припои применяют в тех случаях, когда режущий инструмент нагревается до высоких температур. При резании в горячем состоянии с успехом применяют даже более тугоплавкие меднонике-левые припои. Серебряные припои дают более прочные соединения, но применять их можно лишь в тех случаях, когда температурная нагрузка не слишком велика Мягкие припои нельзя подвергать температурным нагрузкам, однако возможность образования трещин в твердом сплаве вследствие напряжений в этом случае исключена [119, 148]. Вопросы появления напряжений и трещин в твердом сплаве, имеющие большое техническое значение, освещены в многочисленной литературе [49, 149, 150].
...
Вследствие диффузии при напайке происходит взаимодействие как между припоем и материалом державки, так и между припоем и твердым сплавом. Это вызывает изменение свойств припоя и поверхности твердосплавной пластинки, что доказывается измерениями микротвердости. В результате дисперсионного твердения прочность спая может быть выше прочности самого припоя. Во избежание появления обусловленных этим трещин напряжения напайку следует проводить как можно быстрей; идеальным решением данного вопроса является высокочастотная пайка.
...
применяют мелкоячеистые оцинкованные или луженые железные проволочные сетки или фольгу из специальных сталей [104, 116, 151].
...
При напайке в кузнечном горне для того, чтобы избежать непосредственного воздействия пламени на твердосплавную пластинку, устраивают своего рода нагревательную камеру из железной трубы, жести или шамотных кирпичей. Во всех случаях следует паять в восстановительной атмосфере, т. е. при газовой топке — с избытком газа, в электропечи — с защитным газом (водород, азотоводородная смесь, получаемая при расщеплении аммиака и т.д.).
...
Процесс напайки зависит от применяемого паяльного устройства, формы и количества инструментов. Наиболее распространенным видом напайки твердосплавных инструментов является следующий. Готовую к напайке пластинку привязывают железной или хромоникелевой стальной проволокой к стержню резца во избежание ее соскальзывания (см. рис. 96).
...
щает соскальзывание. Припой накладывают на пластинку или на место спая, засыпают бурой н помещают инструмент в печь. Целесообразно во время напайки одного инструмента подогревать следующий и форка-мере печи. После предварительного подогрева и is точение дальнейшего нагрева на пластинку еще раз наносят
...
буру с помощью маленького совка с длинной ручкой. Инструмент оставляют в печи до тех пор, пока припой не расплавится и не растечется по спаям. Затем инструмент вынимают из печи и заостренным прутком (слишком широкая поверхность соприкосновения вызвала бы внезапное местное охлаждение и образование трещин) слегка прижимают пластинку к гнезду до момента затвердевания припоя. После этого удаляют шлак и окалину проволочной щеткой. Затем инструмент медленно охлаждают в золе, древесноутольной крупке, электродном угле или на воздухе. Быстрое охлаждение инструмента в воде недопустимо, так как оно способствует образованию трещин в пластинке.
...
В последнее время успешно применяют высокочастотную напайку. Инструмент подготавливают обычным образом и затем нагревают нужное место в высокочастотном индукторе [10, 155] (рис. 97). Этот метод дает большие преимущества при напайке инструментов со стержнями из материалов, нагрев которых нежелателен (например, высокопрочных сталей). В настоящее время этим методом изготавливают крупные серии пик отбойных молотков, инструментов для ударного бурения шпуров и т. д. [147].
...
Поскольку недостатки в напайке могут отрицательно сказываться на работе инструмента (образование трещин, выкрашивание), большое значение имеет нераз-рушающий метод контроля прочности спая [156].
...
Напайку пластинок из твердого сплава пытались заменить механическим креплением. С применением простых твердосплавных вставок (часто изготовляемых методом мундштучного прессования) треугольной, квадратной, прямоугольной и круглой формы довольно широкое распространение получило механическое крепление, показанное на рис. 98 [60, 85, 138, 141, 157—160]. Призматические или цилиндрические твердосплавные пластинки (ДИН 4968, 1961) большей частью не перетачивают, а лишь поворачивают другой гранью, и только после затупления всех граней пластинку перетачивают по всем поверхностям. В некоторых случаях целесообразно после затупления всех режущих кромок направить пластинку на переработку (так называемые «многогранные неперетачиваемые пластинки»). Как следует из рис. 99, многие типы паяных инструментов можно заме-
...
нить инструментами механического крепления или специальной конструкции (рис. 100). Готовый инструмент снабжается фирменным знаком, данными о марке твердого сплава и условной окраской, которая лишь частично стандартизована; некоторые фирмы имеют собственную условную окраску. Хиршфельд [11] считает, что стандартизация условной окраски является произвольной и совершенно не соответствующей требованиям производства. Он предлагает только два цвета (красный и синий), чтобы различать две главных группы твердых^ сплавов; для обработки материалов, дающих стружку надлома (чугун, цветные металлы, неметаллические материалы), и для обработки материалов, дающих сливную стружку (стали). В пределах этих групп отдельные марки сплавов могут иметь разные оттенки того же цвета.
...
Поврежденные твердосплавные пластинки удаляют с державки, нагревая ее до температуры напайки, после чего пластинку можно легко освободить. Если нагрев невозможен, то головку инструмента погружают в азотную кислоту (плотность 1,4) на 1 ч и нагревают до 60° С; после этого пластинки, как правило, легко отделяются. При использовании старых державок следует обращать внимание на марку напаянного твердого сплава. Если марка изменилась, необходимо изменить условную окраску и обозначение марки.
...
Попытки получения карбидных порошков путем химической обработки твердосплавных отходов не дали положительных результатов; твердые сплавы из таких порошков (частично окисленных) обладают повышенной пористостью [161, 162]. Предлагается также использование твердосплавных отходов для изнашивающихся деталей [163].
...
Заточку и переточку твердосплавных инструментов [120, 138, 147, 148, 164—171] следует проводить с гораздо большей тщательностью, чем заточку и переточку инструментов из быстрорежущей стали, так как твердые сплавы обладают высокой твердостью, относительно высокой хрупкостью, небольшой теплопроводностью (особенно высокотитановые твердые сплавы); особое значение имеют также углы резца [167].
...
Острые и свободные от зазубрин режущие кромки являются предпосылкой для хорошей работы и высокой производительности твердосплавных инструментов. Для получения высококачественной режущей кромки нужны специальные шлифовальные круги и соответствующие заточные станки. Поэтому переточку твердосплавных инструментов не рекомендуется поручать отдельным рабочим, а следует проводить централизованно в мастерской для заточки и контроля инструментов [165].
...
Корундовыми шлифовальными кругами можно пользоваться лишь для снятия материала державки, выступающего за пределы пластинки; эти круги не годятся для заточки твердосплавных пластинок, так как высокое
...
давление вызывает сильный нагрев и может привести к образованию трещин. Твердосплавные пластинки можно затачивать только на кругах из карбида кремния или на алмазных кругах [154, 165, 171 — 173].
...
Наряду с обычными плоскими цилиндрическими кругами, которые особенно пригодны для предварительной заточки [причем направление вращения круга должно быть сверху вниз, так как в противном случае режущая кромка будет выкрашиваться (рис. 101)], для чистовой заточки рекомендуется применять чашечные или кольцевые шлифовальные круги, плоские шлифующие поверхности которых позволяют проводить почти все виды заточных работ; кроме того, исключается возможность образования вогнутой поверхности на задней поверхности резца (рис. 102) и, несмотря на износ шлифовального круга, сохраняется постоянная окружная скорость. При выборе зернистости, соответствующей от-
...
При заточке вручную окружная скорость кругов должна составлять 22—25 м/сек. При заточке на алмазно-металлических кругах применяют и более высокие скорости.
...
Заточные станки должны иметь достаточно жесткую конструкцию, а также прочные и точные подшипники, чтобы обеспечить спокойное, без биения, вращение шлифовального крута. Регулируемые подручники облегчают установки резцов под требуемыми углами [166].
...
Заточку резцов можно производить с охлаждением или всухую; в последнем случае требуется большая тщательность и большая затрата времени, чтобы (особенно при заточке крупных инструментов и при снятии большого количества материала) избежать появления трещин.
...
Поэтому заточку следует производить, как правило, с охлаждением, в то время как доводку фасонных резцов, мелких инструментов для револьверных станков и автоматов, а также выточку стружколомающих уступов легче осуществлять всухую [171]. При мокрой заточке необходимо следить за обильной подачей чистой воды постоянной температуры, содержащей небольшое количество веществ, предохраняющих от ржавления части заточного станка. Подача воды должна осуществляться равномерно под небольшим напором для непрерывного охлаждения без разбрызгивания. При сухой заточке недопустимо охлаждение водой нагретых твердосплавных пластинок.
...
В целях экономии алмазных кругов неоднократно рекомендовалась доводка твердосплавных инструментов на лентах из карбида кремния [167, 175]. При заточке твердых сплавов, склонных к трещинообразованию, с успехом применялось охлаждение двуокисью углерода
...
При выточке стружколомающего уступа [181] необходимо следить за тем, чтобы передний угол не увеличился вследствие образования вогнутости (рис. 103).
...
Целью заточки является получение острой режущей кромки и предусмотренных для данного инструмента углов резания. Поэтому в процессе заточки и после окончания заточки необходимо проверять углы резца (особенно передний и задний углы и угол наклона) угловыми шаблонами. С помощью лупы или под микроско-
...
пом проверяют отсутствие зазубрин на резце. При переточке инструмента следует обратить особое внимание на сохранение установленных углов резца. Перед применением, а также при небольшом затуплении режущую кромку притирают оселком из мелкозернистого карбида кремния или алмазно-металлическим ручным притиром.
...
Для обдирочных работ режущую кромку рекомендуется слегка притупить ручным притиром. В результате этого получают небольшую поверхность с отрицательным передним углом, что уменьшает опасность выкрашивания режущей кромки (рис. 104).
...
В 1924 г. Пирани и Шрётер [182] предложили электролитическое сверление твердых сплавов. Этот метод широко применяется и в настоящее время при сверлении отверстий в алмазных волоках. В 1929 г. был запатентован метод,1 при котором анодное снятие материала в электролите ускорялось вращением шлифовального круга, служащего катодом. Разработка этого вида элек-
...
тролитическои заточки твердых сплавов осуществлена в СССР [183, 184]. В целях экономии алмазов Метцгер и Килерик [185] разработали электролитический метод шлифования с применением алмазных кругов. Имеется многочисленная литература, посвященная общим вопросам и специальным методам [167, 168, 186—199] электролитической обработки.
...
В целях экономии алмазов, а также более бережного и быстрого шлифования твердых сплавов предложен метод электроэрозионного снятия материала для заточки твердосплавных режущих кромок, выточки стружколо-мающих уступов и заточки горных инструментов. Станки, применяемые для этого, аналогичны станкам для сверления твердых сплавов. Снятие материала должно происходить таким образом, чтобы за короткое время обеспечивалось высокое качество поверхности. По электроэрозионному шлифованию имеется обширная советская литература [200—209]; в Америке и Англии этот метод также приобретает все большее распространение [168, 188, 210]. Наряду с перечисленными техническими преимуществами метод электроэрозионного шлифования обладает и значительными экономическими преимуществами.
...
В период времени, исключающий последние несколько лет, для обработки твердых сплавов применяли только шлифование карбидом кремния и алмазными кругами. В особых случаях (например, при обработке сердечников снарядов, крупных матриц и фильер для волочения труб) с успехом применяли также точение алмазными резцами.
...
Твердосплавными инструментами можно обрабатывать только твердые сплавы с высоким содержанием связующего металла. Так, твердые сплавы WC—Со с 20—40% Со обрабатывают мелкозернистым сплавом WC—Со с 3—6% Со, применяя отрицательный передний угол 5—10° и скорость резания 5—20 м/мин [138, 211 — 213]. Специальные марки сплавов со стальной связкой
...
(Ferro—TiC), применяемые, в частности, для производства инструментов, легче поддаются обработке резанием [99, 214]. О возможности обработки фасонных изделий, особенно турбинных лопаток из твердого сплава на основе TiC с высоким содержанием связующего металла, сообщает Пфаффингер [212].
...
В последние годы для выполнения отверстий, резьбы, гравирования в твердых сплавах и высокотвердых металлических материалах применяют электроискровую обработку. Принцип этого метода основан на том, что твердый материал удаляется в виде мельчайших частиц с помощью прерывистых искровых разрядов. Практически это осуществляют следующим образом: в масляной ван-' не между твердосплавной деталью и электродом (железо, медь, латунь, вольфрам или композиты W—Си), отрегулированным для получения отверстия требуемой формы, создают искровые разряды путем релаксационных колебаний конденсаторного контура.
...
Под действием электрической дуги постепенно удаляются частицы твердого сплава, а также материал электрода, поэтому электрод необходимо обновлять. Этот метод обработки, который в известной мере аналогичен электродуговому методу получения отверстий в алмазах, обстоятельно исследован в Советском Союзе, где разработаны многочисленные электроискровые установки [215—227]. На западе этот метод с успехом применяется под названиями «метод-Л» [228—231], «Спаркат-рон» [104, 232, 233]. «Эродоматик» [189], «Элбо» [128], «Элокс» [234]. «Электра» [235, 236], «Агитрон» [237], «Абако» [238] и др. Последним достижениям в этой области посвящена работа Рюдигера и Винкельмана [239].
...
В настоящее время еще не совсем ясен вопрос, в какой мере электроискровая обработка твердых сплавов применима для изготовления пресс-матриц, фильер, ковочных и вырубных штампов и т. д., особенно в тех случаях, когда предъявляются высокие требования к точности размеров и чистоте поверхности. По-видимому, комбинация электроискрового способа с классическими методами шлифования и полирования (по крайней мере на конечных операциях) является наиболее экономич-
...
ной. В настоящее время техническое значение нового метода обработки не соотвествует усиленной пропаганде и обширной литературе на эту тему [94, 129, 168, 188, 240—251]. Электроискровая обработка твердосплавных инструментов является, очевидно, более перспективной, чем сверление.
...
Этот метод обработки рекомендуется применять не только для твердых сплавов, но и для высокотвердых диэлектриков (керамика, спеченная окись алюминия, стекло, кварц и т. д.). Метод основан на ультразвуковом колебании инструмента, который совместно с порошкообразным абразивом (например, карбидом бора) механическим внедрением вырезает отверстие (метод «Ка-витрон»). Преимуществом ультразвукового сверления является высокая точность размеров и быстрота обработки; возможно применение этого способа совместно с элекроискровой обработкой. С вопросами ультразвуковой обработки знакомит литература [128, 168, 188, 252—266].
...
Применение и эксплуатация всякого рода твердосплавных инструментов для обработки резанием освещены во многочисленной литературе [3, 5, 7—16, 18, 22, 129, 131 — 139, 267—272].
...
В связи с развивающейся разработкой твердых сплавов, которая привела к применению на практике новых марок сплавов на основе WC — Ti — ТаС (NbC)—Со, появилась необходимость замены старых обозначений различных марок твердого сплава по ДИН 4990 (май 1942 г.) новой системой обозначения. Было предложено объединить марки сплавов для обработки стали под индексом L (langspanend — сливная стружка), а марки сплавов для обработки чугуна и цветных металлов обозначить буквой К (kurzspanend — стружка надлома). Эти обозначения используются преимущественно только в литературе. Новая система обозначения марок твердых сплавов для обработки резанием ISO (Международная организация по стандартизации) разработана на меж-
...
4. Применение твердосплавного инструмента для обработки резанием
...
дународной основе и опубликована в виде рекомендации ISO ТС29 [69, 115, 116, 140]. В настоящее время эта система дает возможность изготовителю и потребителю разделять твердые сплавы с точки зрения их применения (табл. 59). Твердые сплавы подразделяются на основные группы Р, М и К по главным отличительным признакам обрабатываемых материалов и по сходству требований, предъявляемых к инструменту. Подразделение основных групп на подгруппы по применению производится с учетом требований соответствующего процесса обработки (точение, фрезерование, строгание) и условий обработки (чистовая обработка, обдирочное точение), включая те добавочные условия, которые создает система деталь — станок — инструмент. Эти подгруппы благодаря соответствующим химическому составу и структуре сплава отвечают более узкому назначению при обработке резанием. Подгруппы по применению обозначаются двухзначной цифрой, добавляемой к букве обозначения основной группы. Большее значение индекса означает, что данная обработка резанием предъявляет более высокие требования к вязкости сплавов данной группы и, наоборот, с понижением цифрового индекса возрастают требования к твердости и сопротивлению износу или скорости резания (см. рис. 93). Стрелки в табл. 59 указывают на эту зависимость.
...
Структура системы, приведенная в табл. 59, является необходимым руководством к выбору марки сплава на практике и одновременно намечает пути для разработки новых сплавов с определенными свойствами.
...
Предприятиям — изготовителям твердых сплавов предоставляется возможность выпуска сплавов с требуемыми свойствами и структурой. К сожалению, они могут применять собственные обозначения марок, что приводит, естественно, к появлению на рынке огромного количества марок, которые приходится сравнивать с обозначениями по ISO. Кроме того, произвольно выбранный маркировочный цвет не совпадает с действительным цветом стружки при точении стали (горячая красная
...
В табл. 13 были приведены составы и свойства твердых сплавов соответствующих основных групп сплавов по обработке резанием. Однако, как уже указывалось выше, наряду с химическим составом существенную роль
...
Подразделение и обозначение основных групп сплавов по обработке резанием и подгрупп по применению в соответствии с предложениями Международной организации по стандартизации (ISO ТС
...
Подразделение и обозначение основных групп сплавов по обработке резанием и подгрупп по применению в соответствии с предложениями Международной организации по стандартизации
...
Серый чугун; кокильное литье; ковкий чугун, дающий стружку иадлома; закаленная сталь; цветные металлы; пластмассы;
...
Рис. 105. Схема расположения основных групп сплавов по применению. Классификация сплавов дана в зависимости от обрабатываемых материалов:
...
играет структура сплава. Бойтель [69, 166], продолжая исследования Балльхаузена по систематизации сплавов, построил ценные с практической точки зрения диаграммы зависимости между составом сплава (или маркой) и областью применения, т. е. обрабатываемым материалом (сталь, чугун) и видом обработки резанием (чистовое точение, обдирочное точение) (рис. 105 и 106). На рис. 107 схематически показана зависимость вязкости, стойкости против истирания и износостойкости при повышенных температурах от состава твердого сплава. Руководствуясь этими зависимостями, потребитель может быстро и правильно выбрать для определенной операции резания наиболее оптимальную марку сплава по новой системе ISO.
...

Краткий справочник технолога-термиста
Спутник термиста
Новые материалы
Твердые сплавы
Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Твердые сплавы