Материал вк8. Сплавы твердые спеченные. Марки твердых сплавов и их применение

Твердые сплавы сохраняют относительно высокую твердость при нагреве до температуры 800-900° С (см. рис. 1, кривые 2-6). Поэтому инструмент, оснащенный твердыми сплавами, более износостоек по сравнению с инструментом, изготовленным из инструментальных сталей, и позволяет вести обработку на высоких скоростях резания, т. е. с большей производительностью . При соответствующих геометрических параметрах инструмента, оснащенного твердым сплавом, скорость резания достигает 500 м/мин при обработке заготовок из стали 45 и 2700 м/мин при обработке заготовок из алюминия. Кроме того, инструментом из твердого сплава можно обрабатывать заготовки из закаленных (HRC до 67) и труднообрабатываемых сталей. Для такого широко распространенного инструмента, как резцы и торцовые фрезы, твердые сплавы являются основным материалом, вытеснившим быстрорежущую сталь. Все большее применение находят твердые сплавы и при изготовлении других видов режущего инструмента (зенкеров, разверток, сверл и др.).

Твердые сплавы имеют высокие плотность (9,5-15,1 г/см 3), твердость (HRB 87-92) и износостойкость при высоких температурах. Теплоемкость твердых сплавов в 2-2,5 раза меньше теплоемкости быстрорежущей стали Р18, а теплопроводность сплава Т15К6 примерно та лее (выше в 1,13 раза) и значительно выше у сплава ВК8 (в 3 раза).

Для изготовления инструментов применяют следующие металлокерамические твердые сплавы:

  • вольфрамовые (однокарбидные), состоящие из зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом (сплавы ВК2, ВКЗМ, ВК4, В Кб, ВК6М, ВК8, ВК8В);
  • титановольфрамовые (двухкарбидные), состоящие из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом, или только из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана, сцементированных кобальтом (сплавы Т5КЮ, Т14К8, Т15К6, Т30К4, Т5К12В);
  • титанотанталовольфрамовые, состоящие из зерен твердого раствора (карбида титана, карбида тантала и карбида вольфрама) и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом (ТТ7К12).

В обозначении сплавов вольфрамовой группы цифра показывает содержание кобальта в процентах; например, в сплаве ВК8 8% кобальта и 92% карбида вольфрама. В обозначении сплавов титановольфрамовой группы число после буквы К показывает содержание кобальта, а число после буквы Т - содержание карбида титана в процентах; например, в сплаве Т15К6 содержится 6% кобальта, 15% карбида титана и 79% карбида вольфрама.

Твердость сплавов определяется твердостью карбидов; чем больше в сплаве карбидов, тем выше его твердость. Но с увеличением твердости уменьшается вязкость твердого сплава; он делается более хрупким и плохо выносит нагрузку на изгиб и срез, особенно если эта нагрузка носит ударный характер.)

Вольфрамовые сплавы более вязки и менее хрупки, чем титановольфрамовые сплавы. Это объясняется тем, что в последних находится большое количество свободных карбидов титана, которые очень хрупки) Поэтому при обработке заготовок из чугунов, когда получается «сыпучая» стружка надлома и имеется ударная, пульсирующая нагрузка вблизи режущей кромки, необходимо применять более вязкие сплавы, т.е. сплавы вольфрамовой группы; твердые сплавы этой группы применяют также при обработке заготовок из цветных и легких металлов и сплавов, а также неметаллических материалов (резины, пластмассы, фибры, стекла и др.).

При обработке заготовок из незакаленных углеродистыми легированных сталей, когда центр давления стружки отстоит дальше от режущей кромки и сходящая стружка истирает переднюю поверхность инструмента, необходимо применять сплавы титановольфрамовой группы, которые по сравнению со сплавами вольфрамовой группы тверже и более износостойки, но менее вязки.

Применение инструмента из вольфрамовых сплавов при обработке заготовок из чугуна и инструмента из титановольфрамовых сплавов при обработке заготовок из незакаленных сталей во многом определяется и тем, что титановольфрамовые сплавы обладают большей красностойкостью, имеют меньший коэффициент трения и меньшую слипаемость (свариваемость) со стальной стружкой, что способствует менее интенсивному износу режущего инструмента.

Инструменты из титановольфрамовых сплавов применяют также при точении (без ударов и при отсутствии корки) заготовок из жаропрочных сталей и сплавов, обладающих повышенной вязкостью и пониженной теплопроводностью)

При обработке заготовок из закаленных углеродистых и легированных (НRС> 55) сталей, а также высоколегированных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов с ударной нагрузкой (торцовое фрезерование, точение прерывистых поверхностей) или при точении заготовок из этих материалов с коркой целесообразно (вследствие большей прочности и теплопроводности) применять инструмент из вольфрамового сплава ВК8.

Вязкость твердых сплавов зависит от зернистости и количества кобальта; при одинаковой зернистости чем больше в сплаве кобальта, тем он вязче. Поэтому по механическим свойствам твердые сплавы могут быть разделены также на дополнительные группы:

  1. более прочные и вязкие, но менее износостойкие (ВК8 и ВК.6);
  2. менее прочные и вязкие, но более износостойкие (ВК2 и ВКЗМ).

Исходя из этого, инструменты из сплавов ВК8 и ВК6 применяют в основном при предварительной (черновой) обработке заготовок из чугуна, когда припуск может быть неравномерным и работа производится с относительно большими подачами, вызывающими увеличенную нагрузку на единицу длины режущей кромки инструмента. Инструмент из сплавов ВК2 и ВКЗМ применяют при чистовой обработке заготовок из чугуна, т. е. при снятии тонкой непрерывной стружки, так как толстая стружка (при больших подачах) вызывает быстрое разрушение этих малопрочных сплавов.

В сплавах ВКЗМ, ВК4, ВК6М, ВК8В (ГОСТ 3882-74 ) буквам обозначает особенности изготовления сплава, приводящие к мелкозернистой структуре, а В - к более крупнозернистой структуре. Инструменты из сплава ВК4 применяют при чистовой и черновой обработке заготовок из чугуна: стойкость сплава ВК4 при точении в 2-4 раза выше стойкости сплава ВК8.

Сплав ВК6М, имея высокую плотность, мелкую зернистость и повышенную твердость при нагреве до температуры 400-900° С, показал хорошие результаты при обработке нержавеющих сталей и при чистовой обработке чугуна (особенно - закаленного). Его применяют для изготовления сложного и прецизионного инструмента (фасонных резцов, цельных дисковых мелкомодульных фрез).

Сплав ВК8В по сравнению со сплавом ВК8 имеет меньшую износостойкость, но большую прочность, а потому рекомендуется для чернового точения заготовок из жаропрочных сталей и сплавов и строгания заготовок из сталей.

Из сплавов титановольфрамовой группы выделяют:

а) наиболее прочные, но обладающие низкой износостойкостью (Т5К10);

б) менее прочные, но более износостойкие (Т14К8, Т15К6);

в) самые хрупкие, но наиболее износостойкие (Т30К4); такое разделение предопределяет область их применения. Сплав Т5КЮ применяют для предварительной обработки заготовок из сталей, при прерывистом резании, больших подачах (толстых стружках ) и неравномерном сечении стружки; сплавы Т14К8 и Т15К6 - при получистовой обработке заготовок из сталей со средними значениями подач, с относительно равномерным сечением стружки при непрерывном резании; сплав Т30К4 - при чистовой обработке заготовок из сталей с малыми значениями подач и непрерывном резании при высоких скоростях.

Твердые сплавы, имея высокую твердость, теплостойкость и износостойкость, обладают малой прочностью (предел прочности при изгибе 90-155 кгс/мм 2 , т. е. в 1,5-2 раза меньше, чем у закаленных быстрорежущих сталей) и низкой ударной вязкостью. Поэтому необходимо создавать такие конструкции режущего инструмента, при которых твердый сплав работал бы на сжатие, так как предел прочности при сжатии у твердых сплавов относительно высок (в 1,3-1,5 раза выше, чем у закаленной быстрорежущей стали).

Однако применение твердосплавного инструмента специальных конструкций вызывает другие недостатки [сложность изготовления, увеличенный расход мощности прирезают, увеличение сил, действующих на систему станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД), снижение точности обработки и др .] и не всегда позволяет полностью использовать высокие износостойкие качества твердых сплавов. К твердым сплавам повышенной прочности относятся титанотанталовольфрамовые сплавы ТТ7К12 и титановольфрамовый сплав Т5К12В. Плотность этих сплавов 12,8-13,3 г/см 3 , твердость НRВ 87-88, предел прочности при изгибе 150-165 кгс/мм 2 (у наиболее прочного титановольфрамового сплава Т5К10 предел прочности при изгибе 130 кгс/мм 2). Химический состав этих сплавов приведен в табл. 2.

По прочности и стойкости эти сплавы являются промежуточными между быстрорежущей сталью и сплавом Т5К10 и хорошо зарекомендовали себя при предварительном (черновом) резании сталей с большой толщиной стружки, при работе с ударом (например, при строгании, фрезеровании), а также при сверлении.

В последнее время во ВНИИТС разработана гамма сплавов с весьма мелкозернистой структурой (основная масса зерна карбида вольфрама размером менее микрометра): ВК6-ОМ (σ и = 120 ÷ 130 кгс/мм 2), ВКЮ-ОМ (σ и = 140 ÷ 160 кгс/мм 2) и ВК15-ОМ (σ и = 150 ÷ 170 кгс/мм 2). Сплав ВК6-ОМ используется при тонком точении и растачивании заготовок из некоторых жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, чугунов высокой твердости и особенно эффективен при обработке вольфрама и молибдена. Сплав ВКЮ-ОМ предназначен для черновой и получерновой обработки, а сплав ВК15-ОМ - для особо тяжелых случаев обработки нержавеющих сталей, титановых и никелевых сплавов и особенно сплавов вольфрама и молибдена.

Применяются также относительно новые производительные марки твердых сплавов ТТ10К8Б и ТТ20К9. Сплав ТТ10К8Б целесообразно применять при черновой и получистовой обработке нержавеющих, маломагнитных сталей и некоторых марок жаропрочных сталей и сплавов. Сплав ТТ20К9 предназначен для фрезерования стали при тяжелых условиях обработки (например, глубоких пазов). Он отличается повышенным сопротивлением тепловым и механическим циклическим нагрузкам.

В последние годы большое внимание уделяется разработке новых твердых сплавов, не содержащих карбида вольфрама (безвольфрамового твердого сплава), который заменен карбидами титана. В качестве связки используется никель (в небольших количествах молибден). Предварительные испытания сплавов ТНМ-20, ТНМ-25, ТНМ-30 и др. показали хорошие результаты при обработке ферритных сплавов, никеля, меди, мельхиора.

Твердые сплавы для оснащения металлорежущего инструмента чаще выпускают в виде пластинок, форма и размер которых определяются соответствующими ГОСТами , а также в виде призматических сплошных и пустотелых столбиков. Все более широкое применение находят многогранные твердосплавные пластинки, используемые для резцов и торцовых фрез новых конструкций, в которых эти пластинки не перетачиваются (после использования всех режущих кромок пластинку заменяют новой, а изношенную перерабатывают). В промышленности используются трехгранные, четырехгранные, пятигранные и шестигранные пластинки.

Для повышения износостойкости (в 3-5 раз) неперетачнваемых твердосплавных пластинок их покрывают тонким слоем (0,005 мм) карбида титана методом осаждения из газовой среды. Из твердых сплавов изготовляют монолитный твердосплавный инструмент. В промышленности с успехом используют монолитные твердосплавные прорезные и отрезные фрезы, спиральные сверла диаметром 0,35-6 мм, канавочные фрезы, дисковые модульные зубофрезерные фрезы m = 0,2 ÷ 0,8 мм, червячные зуборезные фрезы m = 0,05 ÷ 0,9 мм, шлицевые, угловые и пальцевые фрезы, дисковые и фасонные резцы и др.

Для армирования бурового породоразрушающего инструмента используют спеченные вольфрамокобальтовые сплавы марки ВК (табл. 2.25 ).

Преимущества твердых сплавов ВК :

  • большая твердость (до 91 HRC)
  • высокое сопротивление износу при нагреве до 1000 °С
  • неподверженность заметной пластической деформации
  • большая прочность на сжатие
  • отсутствие упругой деформации.

Недостатки:

  • малый предел прочности на изгиб и растяжение
  • небольшая ударная вязкость

Спеченный сплав изготавливают из порошковой смеси карбида вольфрама путем прессовки ее в специальных графитовых пресс-формах и спекания при температуре ниже температуры плавления карбидов в соответствии с требованиями ГОСТ 388-74. Цифры в марке сплава соответствуют процентному содержанию кобальта.

Твердость сплава возрастает с увеличением содержания карбида вольфрама и уменьшением размеров его зерен. Предел прочности при изгибе повышается с увеличением содержания кобальта и размера зерен вольфрама. При увеличении содержания кобальта возрастает сопротивление сплава сжатию, максимум достигается при 6% Со, затем плавно снижается. Мелкозернистые сплавы обладают более высокой прочностью на сжатие, чем крупнозернистые. Ударная вязкость сплава растет с повышением содержания кобальта и увеличением зернистости.

При нагреве сплава в процессе работы уменьшаются его твердость, предел прочности на изгиб и сжатие. В интервале температур 20-200°С прочность твердого сплава на изгиб несколько растет, а с увеличением температуры до 900-1000°С - интенсивно падает, уменьшаясь в 2-2,5 раза.
Плотность твердых сплавов уменьшается с увеличением содержания кобальта, причем плотность мелкозернистых сплавов выше, чем крупнозернистых. Твердый сплав обладает высокой теплопроводностью, что способствует быстрому отводу тепла от режущих кромок и уменьшению их износа.

Соединение твердого сплава со сталью , т.е. резца с корпусом породоразрушающего инструмента, должно быть достаточно прочным, так как большое значение (2-4 раза) коэффициентов термического расширения сплава и стали приводит к возникновению при пайке (нагреве) термических напряжений, после охлаждения часто превосходящих предел прочности твердого сплава.

Таблица 2.25. Характеристика твердых сплавов

Марка сплава Содержание основных компонентов, % Физико-механические свойства
Карбид, вольфрама Кобальт Предел прочности при изгибе, МПа, не менее Плотность, г/см 3 Твердость HRC, не менее
ВКЗ 97 3 1100 15 - 15,3 89,5
ВКЗ - М 97 3 1100 15 - 15,3 91,0
ВК4 96 4 1400 14,9 - 15,2 89,5
ВК4 - В 96 4 1400 14,9 -15,2 88,0
ВК6 94 6 1500 14,6 - 15 88,5
ВК6 - М 94 6 1350 14.8 - 15,1 90,0
ВК6 - ОМ* 92 6 1200 14,7 - 15 90,5
ВК6 - В 91 6 1550 14,6 - 15 87,5
BK8 92 8 1600 14,4 - 14,8 87,5
ВК8 - В 92 8 1750 14,4 - 14,8 86,5
ВК8 - ВК 92 8 1750 14,5 - 14,8 87,5
ВК10 90 10 1650 14,2 - 14,6 87,0
ВК10 - М 90 10 1500 14,3 - 14,6 88,0
BK 10 - OM* 88 10 1400 14,3 - 14,6 88,5
ВК10 - КС 90 10 1750 14,2 - 14,6 85,0
BK11 - B 89 11 1800 14.1 - 14,4 86,0
ВК11 - ВК 89 11 1800 14,1 - 14,4 87,0
ВК15 85 15 1800 13,9 - 14,1 86,0
ВК20 80 20 1950 13,4 - 13.7 89,0
ВК20 - КС 80 20 2050 13,4 - 13,7 82,0
ВК20 - К 80 20 1550 13,4 - 13,7 79,0
ВК25 75 25 2000 12,9 - 13,2 82,0
*Содержит 2% карбида тантала.

С учетом основных физико-механических свойств среднезернистые и крупнозернистые малокобальтовые сплавы применяют для армирования инструмента, работающего в условиях безударных нагрузок или при малой их интенсивности (табл. 2.26 ). В частности, ими армируют коронки для вращательного и вращательно-ударного бурения и шарошечные долота, работающие в породах средней твердости.

Средне- и высококобальтовые сплавы используют для армирования инструмента, работающего в условиях ударных нагрузок, в частности, для коронок ударно-вращательного бурения с применением гидро- и пневмоударных машин и шарошечных долот, предназначенных для бурения пород высокой твердости. Эти сплавы обладают наибольшей прочностью, но они менее износостойкие.

Предел прочности резцов из твердых сплавов ВК при поперечном изгибе может быть существенно повышен путем их алмазного шлифования. Алмазное шлифование не создает поверхностных дефектов и обеспечивает максимальную прочность сплава; оно положительно влияет и на усталостные свойства. Так, предел прочности при изгибе и ударная вязкость у шлифованных образцов повышаются на 20-25%. Алмазное шлифование всей поверхности твердосплавной вставки увеличивает срок службы инструмента и стабильность его работы при эксплуатации.

Для армирования бурового инструмента изготавливаются следующие формы твердого сплава (ГОСТ 880 - 75):

Для оснащения буровых колонок к погружным пневмоударникам Г13, Г15
Для оснащения коронок гидроударного бурения Г55, Г57
Для армирования шарошечных долот Г25, Г26, Г54
Для армирования лопастных долот Г41
Для армирования коронок для вращательного и вращательноударного бурения Г42, Г51, Г53, Г62, Г63

Наплавочные твердые сплавы делятся на литые, зернистые и трубчато-зернистые. Они наносятся на поверхность инструмента газопламенной или электродуговой наплавкой.

Сплавы релит 3 и ТЗ применяют для армирования зубьев шарошечных и лопастных долот. Зернистый карбид вольфрама, из которого состоят эти сплавы имеет следующий химический состав: 95,5-96% W; 3,7-4% С; 0,06% свободного углерода и 0,02% примесей (Na, Ca, Si, Fe и др.). Микротвердость должна быть в пределах 20000-24000 МПа.

Таблица 2.26. Области применения твердых сплавов в бурении (ГОСТ 3882-74)

Область применения Марка сплава
Вращательное бурение эксплуатационных и геологоразведочных скважин, взрывных шпуров в монолитных и абразивных горных породах с f = 8 ВК6
Ударно-поворотное бурение шпуров в горных породах, твердых каменных углях с f = 8 ВК6-В
Бурение электро- и пневмосверлами углей, антрацитов, сланцев, калийных и каменных солей; бурение ручными и колонковыми электросверлами горных пород с f = 8; бурение шарошечными долотами ВК4-В
Вращательное бурение скважин и взрывных шпуров в трещиноватых абразивных породах с f = 8 ВК8
Шарошечное бурение взрывных скважин в твердых и очень твердых абразивных породах с f = 18 ВК8-ВК
Ударно-поворотное и ударно-вращательное бурение шпуров и скважин в твердых горных породах с f <14; шарошечное бурение скважин и шпуров в вязких, средней твердости и твердых абразивных породах с f <10 ВК11-ВК
Ударно-поворотное и ударно-вращательное бурение шпуров и скважин в очень твердых и абразивных горных породах с f <18 BK11-B
Ударно-поворотное и ударно-вращательное бурение шпуров и скважин в высшей степени твердых горных породах с f <20 ВК15
То же, при ударной нагрузке средней интенсивности ВК20
То же, при ударной нагрузке высокой интенсивности ВК20 и ВК25

Примечание: f - коэффициент крепости породы по шкале проф. Протодьяконова М. М.

Вольфрамовые твердые сплавы - двухфазные спеченные металлокерамические материалы на основе карбида вольфрама на Co и Ni связках, получаемые методами порошковой металлургии. При этом содержание металло-связки меняется в достаточно узких пределах от 3 до 15%. Такие твердые сплавы характеризуются высокими значениями физико-механических показателей, таких как теплопроводность, твердость, модуль упругости, ударная прочность, устойчивость к вибрации и т.д. Твердые сплавы существенно более прочны и менее хрупки, нежели традиционные конструкционные керамики или керметы, что обуславливает возможность их работы с значительно большими нагрузками, а также обеспечивает их лучшую технологичность и эксплуатационную устойчивость. Уступают твердые сплавы конструкционным керамикам, в частности, карбидокремниевым керамикам, по износостойкости, что обусловлено меньшей твердостью; а также по химической стойкости. Твердые сплавы, выпускаемые ООО«Вириал», ВК8 и СВН8, соответствуют требованиям технических условий ТУ 1965-018-2304285-2009 и ТУ 1967-019–2304285-2009.

Различие этих твердых сплавов между собой проявляется, прежде всего, в коррозионной стойкости, сплавы с никелем более корозионностойкие.

Области применения

Изделия из вольфрамовых твердых сплавов находят применение в качестве пар трения подшипников скольжения и торцовых уплотнений, деталей запорной арматуры, штампов, пресс-форм и др.

Отличительные особенности трибологических вольфрамовых твёрдых сплавов компании «ВИРИАЛ»:


1. Высокая прочность и износостойкость, обеспечиваемая строгим соблюдением углеродного баланса сплавов, а также применением вакуум-компрессионного спекания, которое практически устраняет остаточную пористость в материале. Высокая прочность сплавов значительно снижает вероятность растрескивания изделий в процессе эксплуатации.
2. Низкий и стабильный коэффициент трения, обеспечиваемый микронным размером зерна карбида вольфрама, снижает энергозатраты оборудования.
3. Высокая коррозионная стойкость сплавов, способных работать в агрессивных жидкостях, например в пластовых жидкостях при добыче нефти и газа при температурах близких к кипению.

Свойства вольфрамовых твёрдых сплавов «Вириал» в сравнении со стандартным твёрдым сплавом ВК8

Характеристика Материал
ВК8 СВН8 ВК8 (ГОСТ3882)
состав, % масс. WC-92, Co-8 WC-92, Ni-8 WC-92, Co-8
плотность, г/см ³ 14,8 14,7 14,6
предел прочности при изгибе, МПа 2800 2400 1670
модуль Юнга, ГПа 590 590 600
твёрдость по Роквеллу, HRA 91,0 90,0 87,5
ударная прочность, кДж/м ² 35 30 30
коэффициент теплопроводности, Вт/(м×К) 50 50 50
коэффициент термического расширения, 10 ˆ(- 6)/К 5,1 5,1 5,1
коэффициент трения в воде 0,01 0,01 -
балл коррозионной стойкости в морской воде 4 3 -

Вольфрамовая группа

Применение:

Для обработки материалов резанием: Чернового точения при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, строгании, чернового фрезерования, сверления, чернового рассверливания, чернового зенкерования серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Обработки нержавеющих, высокопрочных и жаропрочных труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе сплавов титана. Для оснащения горного инструмента: Вращательного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных шпуров и скважин в трещиноватых образивных горных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до f = 8. Распиловки мрамора и известняка, а также в камнерезных машинах. Для бесстружковой обработки металлов, быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и приспособлений: Волочения, калибровки и прессования прутков и труб из стали цветных металлов и их сплавов. Быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и измерительного инструмента, работающих при небольших ударных нагрузках. На его основе изготовляют сплав с износостойким покрытием ВП3325


стр. 1



стр. 2



стр. 3



стр. 4



стр. 5



стр. 6



стр. 7



стр. 8



стр. 9



стр. 10



стр. 11



стр. 12

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР РАЗРАБОТЧИКИ

Н.А. Кудря, А.А. Залужный, В.И. Третьяков

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.08.74 № 1993

4. Стандарт соответствует СТ СЭВ 1251-78, СТ СЭВ 5015-85, ИСО 513-75 в части классификации марок твердых сплавов

5. Стандарт унифицирован с БДС 10613-76

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

7. Ограничение срока действия снято по протоколу № 5-94 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (НУС 11-12-94)

8. ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 1998 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, 4, 5, 6, утвержденными в ноябре 1978 г., декабре 1981 г., декабре 1983 г., декабре 1984 г., марте 1986 г., июле 1990 г. (ИУС 12-78, 3-81, 3-84, 3-85, 8-86, 10-90)

Переиздание (по состоянию на июнь 2008 г.)

ПРИМЕЧАНИЯ ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»

1 На первой странице дополнить кодом: МКС 77.160 (указатель «Национальные стандарты», 2008).

2 В информационном указателе «Национальные стандарты» № 10-2002 опубликована поправка

к ГОСТ 3882-74 Сплавы твердые спеченные. Марки (см. Переиздание, июнь 1998 г., с Изменениями № 1-6)

Редактор Л. И. Нахимова Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор В.И. Баренцева Компьютерная верстка В.И. Грищенко

Подписано в печать 28.07.2008. Формат 60Х84 1 /». Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Уел. печ. л. 1,40.

Уч.-изд. л. 1,13. Тираж 124 экз. Зак. 978.

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 123995 Москва, Гранатный пер., 4. www.gostinfo.ru [email protected] Набрано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» на ПЭВМ.

Отпечатано в филиале ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» - тип. «Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6.

УДК 669.018.25:006.354


Группа В56


МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


СПЛАВЫ ТВЕРДЫЕ СПЕЧЕННЫЕ

Sintered hard alloys.



ОКП 19 6500, 19 6600*


Дата введения 01.01.76


1. Настоящий стандарт распространяется на твердые спеченные сплавы, предназначенные для изготовления режущего и горного инструмента, а также для износостойких деталей и других целей. (Измененная редакция, Изм. № 2, 5, 6).

2*. Группы, марки, коды ОКП, химический состав и физико-механические свойства твердых сплавов должны соответствовать указанным в таблице.


Физико-механические свойства

Предел прочности при изгибе, Н/мм 2 (кгс/мм 2), не менее

Плотность, Х10 3 кг/м 3 (г/см 3)

Твердость HRA, не менее

Вольфрамовая

Титановольфра-

Титанотантал о -

вольфрамовая

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3, 4, 6).


Издание официальное


Перепечатка воспрещена


* См. примечания ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» (с. 9).


© Издательство стандартов, 1974 © ИПК Издательство стандартов, 1998 © СТАНДАРТИНФОРМ, 2008


3. Область применения твердых сплавов указана в приложении 1.

4. Классификация марок твердых сплавов для обработки материалов резанием в соответствии с международным стандартом ИСО 513 и СТ СЭВ 5015 приведена в приложении 2.

Группы применения твердых сплавов для горного инструмента обозначены в соответствии с СТ СЭВ 1251 и приведены в приложении 3. Обозначения марок сплавов по национальным стандартам приведены в приложении 4.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3, 5).

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

Применение

Для обработки материалов резанием

Чистового точения с малым сечением среза, окончательного нарезания резьбы, развертывания отверстий и других аналогичных видов обработки серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (резины, фибры, пластмассы, стекла, стеклопластиков и т.д.). Резки листового стекла

Чистовой обработки (точения, растачивания, нарезания резьбы, развертывания) твердых, легированных и отбеленных чугунов, цементированных и закаленных сталей, а также высокоабразивных неметаллических материалов.

Чистовой и получистовой обработки твердых, легированных и отбеленных чугунов, закаленных сталей и некоторых марок нержавеющих высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, особенно сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена (точения, растачивания, развертывания, нарезания резьбы, шабровки).

Получистовой обработки паропрочных сталей и сплавов, нержавеющих сталей аустенитного класса, специальных твердых чугунов, закаленного чугуна, твердой бронзы, сплавов легких металлов, абразивных неметаллических материалов, пластмасс, бумаги, стекла. Обработки закаленных сталей, а также сырых углеродистых и легированных сталей при тонких сечениях среза на весьма малых скоростях резания.

Чистового и получистового точения, растачивания, фрезерования и сверления серого и ковкого чугуна, а также отбеленного чугуна. Непрерывного точения с небольшими сечениями среза стального литья, высокопрочных, нержавеющих сталей, в том числе и закаленных. Обработки сплавов цветных металлов и некоторых марок титановых сплавов при резании с малыми и средними сечениями среза.

Чернового и получернового точения, предварительного нарезания резьбы токарными резцами, получистового фрезерования сплошных поверхностей, рассверливания и растачивания отверстий, зенкерования серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов.

Чернового точения при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, строгании, чернового фрезерования, сверления, чернового рассверливания, чернового зенкерования серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Обработки нержавеющих, высокопрочных и жаропрочных труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе сплавов титана.

Сверления, зенкерования, развертывания, фрезерования и зубофрезерования стали, чугуна, некоторых труднообрабатываемых материалов и неметаллов цельнотвердосплавным, мелкоразмерным инструментом.

Режущего инструмента для обработки дерева.

Чистового точения с малым сечением среза (типа алмазной обработки); нарезания резьбы и развертывания отверстий незакаленных и закаленных углеродистых сталей.

Получернового точения при непрерывном резании, чистового точения при прерывистом резании, нарезания резьбы товарными резцами и вращающимися головками, получистового и чистового фрезерования сплошных поверхностей, рассверливания и растачивания предварительно обработанных отверстий, чистового зенкерования, развертывания и других аналогичных видов обработки углеродистых и легированных сталей.

Чернового точения при неравномерном сечении среза и непрерывном резании, получистового и чистового точения при прерывистом резании; чернового фрезерования сплошных поверхностей; рассверливания литых и кованых отверстий, чернового зенкерования и других подобных видов обработки углеродистых и легированных сталей.

Чернового точения при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, фасонного точения, отрезки токарными резцами; чистового строгания; чернового фрезерования прерывистых поверхностей и других видов обработки углеродистых и легированных сталей, преимущественно в виде поковок, штамповок и отливок по корке и окалине.

Тяжелого чернового точения стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и различных неметаллических включений, при неравномерном сечении среза и наличии ударов. Всех видов строгания углеродистых и легированных сталей. Сверления отверстий в стали.

Тяжелого чернового точения стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и различных неметаллических включений при равномерном сечении среза и наличии ударов. Всех видов строгания углеродистых и легированных сталей. Тяжелого чернового фрезерования углеродистых и легированных сталей.

Черновой и получистовой обработки некоторых марок труднообрабатываемых материалов, нержавеющих сталей аустенитного класса, маломагнитных сталей и жаропрочных сталей и сплавов, в том числе титановых.

Фрезерования стали, особенно фрезерования глубоких пазов и других видов обработки, предъявляющих повышенные требования к сопротивлению сплава тепловым и механическим циклическим нагрузкам.

При фрезеровании труднообрабатываемых чугунов.

Для оснащения горного инструмента

Вращательного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных шпуров и скважин в монолитных и абразивных горных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до /= 8.

Ударно-поворотного бурения шпуров в горных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова/= 8. Зарубки крепких каменных углей с незначительным включением твердых пород.

Бурения электро- и пневмосверлами углей, антрацитов, неокварцованных сланцев, калийных и каменных солей; бурения ручными и колонковыми электросверлами горных пород с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до / =8. Армирования шарошечных долот.

Вращательного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных шпуров и скважин в трещиноватых образивных горных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до/= 8. Распиловки мрамора и известняка, а также в камнерезных машинах.

Шарошечного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных скважин в крепких и очень крепких абразивных горных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до/ = 18.

Ударно-поворотного, ударно-вращательного и вращательно-ударного бурения шпуров и скважин в крепких горных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до

Зарубки крепких каменных углей с включением твердых пород. Обработки гранитов и подобных по крепости горных пород.

Шарошечного бурения геологоразведочных, эксплуатационных и взрывных шпуров и скважин в вязких, средней твердости и твердых абразивных горных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова /=10.

Ударно-поворотного, ударно-вращательного, вращательно-ударного бурения шпуров и скважин в очень крепких и абразивных горных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до/ = 18.

Ударно-поворотного, ударно-вращательного бурения шпуров и скважин в высшей степени крепких горных пород с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до /= 20.

Обработка гранита и других горных пород при работе пневматическими молотками.

ВКЗ, ВКЗ-М, ВК4, ВК6, ВК6-М

Для бесстружковой обработки металлов, быстроизнашивающихся деталей машин,

приборов и приспособлений

Сухого волочения проволоки из стали, цветных металлов и их сплавов при небольшой степени обжатия. Быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и измерительного инструмента, работающих без ударных нагрузок.

Продолжение

Применение

Волочения, калибровки и прессования прутков и труб из стали цветных металлов и их сплавов.

Быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и измерительного инструмента, работающих при небольших ударных нагрузках.

Волочения и калибровки прутков и труб из стали, цветных металлов и их сплавов при средней степени обжатия.

Быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и измерительного инструмента, работающих при ударных нагрузках средней интенсивности.

Волочения и прессования прутков и труб из стали при повышенной степени обжатия. Штамповки, высадки, обрезки, вытяжки углеродистых и качественных сталей при ударных нагрузках малой интенсивности.

Штамповки, высадки, обрезки углеродистых и качественных сталей при ударных нагрузках средней и высокой интенсивности.

Штамповки, высадки, вытяжки легированных и специальных сталей при ударных нагрузках малой интенсивности.

Штамповки, высадки, обрезки легированных и специальных сталей и сплавов при ударных нагрузках средней интенсивности.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Измененная редакция, Изм. № 1, 6).


ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное


Соответствие марок твердых сплавов международной классификации


Основные

Группы применения

Чистовое точение, растачивание, развертывание. Высокая точность обработки и высокое качество поверхности изделия. Отсутствие вибрации во время работы

Сталь, стальное литье, дающие сливную стружку

Точение, точение по копиру, нарезание резьбы, фрезерование, рассверливание, растачивание

Сталь, стальное литье, ковкий чугун и цветные металлы, дающие сливную стружку

Точение, точение по копиру, фрезерование, чистовое строгание

Сталь нелегированная, низко- и среднелегированная

Фрезерование, в том числе и фрезерование глубоких пазов, другие виды обработки, при которых предъявляются повышенные требования к сопротивлению сплава тепловым и механическим нагрузкам

Изменение режима резания

В

£

g

ч

в

к

£

к

Продолжение


Основные


Группы применения





Обрабатываемый материал и тип снимаемой стружки


Вид обработки и условия применения


Изменение режима резания


Изменение свойств твердых сплавов





Сталь, стальное литье, ковкий чугун, дающие сливную стружку

Сталь, стальное литье с включениями песка и раковинами, дающие сливную стружку и стружку надлома

Сталь, стальное литье со средней или низкой прочностью, с включениями песка и раковинами, дающие сливную стружку и стружку надлома


Черновое точение, фрезерование, строгание. Для работ в неблагоприятных условиях*

Черновое точение, строгание. Для работ в особо неблагоприятных условиях*



*




к


Сталь, стальное литье, высоколегированные стали, в том числе аустенитные, жаропрочные труднообрабатываемые стали и сплавы, серый, ковкий и легированный чу-гуны, дающие как сливную, так и стружку надлома

Стальное литье, аустенитные стали, марганцовистая сталь, жаропрочные труднообрабатываемые стали и сплавы, серый и ковкий чу-гуны, дающие как сливную, так и стружку надлома

Стальное литье, аустенитные стали, жаропрочные труднообрабатываемые стали и сплавы, серый и ковкий чугуны, дающие как сливную, так и стружку надлома

Низкоуглеродистая сталь с низкой прочностью, автоматная сталь и другие металлы и сплавы, дающие как сливную, так и стружку надлома

Серый чугун преимущественно высокой твердости, алюминиевые сплавы с большим содержанием кремния, закаленная сталь, абразивные пластмассы, керамика, стекло, дающие стружку надлома

Легированные и отбеленные чугуны, закаленные стали, нержавеющие высокопрочные и жаропрочные стали и сплавы, дающие стружку надлома


Точение, строгание, долбление при особо высоких требованиях к прочности твердого сплава в связи с неблагоприятными условиями резания*. Для инструмента сложной формы

Точение и фрезерование


Точение и фрезерование


Точение, фрезерование, строгание. Условия резания неблагоприятные*


Точение, фасонное точение, отрезка преимущественно на станках-автоматах


Чистовое точение, растачивание, фрезерование, шабрение


Чистовое и получистовое точение, растачивание, развертывание, нарезание резьбы


«
к
к
8

£



8

£



Продолжение


Основные

Группы применения

Обрабатываемый материал и тип снимаемой стружки

Вид обработки и условия применения

Серый и ковкий чугуны преимущественно повышенной твердости, закаленная сталь, алюминиевые и медные сплавы, пластмассы, стекло, керамика, дающие стружку надлома

Точение, растачивание, фрезерование, сверление, шабрение

Серый чугун, цветные металлы, сильно абразивная прессованная древесина, пластмассы, дающие стружку надлома

Точение, фрезерование, строгание, сверление, растачивание

Серый чугун низкой твердости и прочности, сталь низкой прочности, древесина, цветные металлы, пластмасса, плотная древесина, дающая стружку надлома

Точение, фрезерование, строгание, сверление. Работа в неблагоприятных условиях*. Допустимы большие передние углы заточки инструмента

Цветные металлы, древесина, пластмассы, дающие стружку надлома

Точение, фрезерование, строгание. Допустимы большие передние углы заточки инструмента

Изменение режима резания



t §
к
к

g

с

Изменение свойств твердых сплавов

8
к
с

* Неблагоприятными условиями работы следует считать работу с переменной глубиной резания, с прерывистой подачей, с ударами, вибрациями, с наличием литейной корки и абразивных включений в обрабатываемом материале.

В зависимости от обрабатываемого материала и типа снимаемой стружки сплавы твердые спеченные подразделяются на три основные группы резания: Р, М и К.

В зависимости от видов и режимов обработки резанием основные группы резания подразделяются на группы применения в соответствии с приложением 2.

Группы применения обозначаются буквой основной группы резания и числовым индексом, который характеризует изменение вида обработки, режима резания и свойств твердого сплава.

Чем выше число индекса в обозначении группы применения, тем ниже износостойкость твердого сплава и допускаемая скорость резания, но выше прочность твердого сплава и допускаемая подача и глубина резания при обработке резанием.

Кроме установленных в настоящем стандарте групп применения, допускается дополнительно устанавливать не более одной промежуточной группы применения, числовой индекс которой должен быть промежуточным между двумя соседними группами применения, например К15 (между К10 и К20).

Группа применения Р01 может подразделяться с помощью следующих обозначений: Р01.1; Р01.2 и Р01.3.

Введение промежуточных групп применения возможно только в том случае, если твердый сплав существенно отличается по износостойкости и прочности от сплавов, относящихся к соседним группам применения.

Обозначение марок твердых сплавов не должно совпадать с обозначением основной группы резания и группы применения.

К обозначению группы применения твердых сплавов с покрытием добавляется буква «С», например, РЗОС; К20С.

Данные о принадлежности к группам применения марок твердых сплавов, установленных в стандартах стран - членов СЭВ, приведены в приложении 5.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Измененная редакция, Изм. № 5).


ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

Обозначение по СТ СЭВ

Область применения

Изменение свойств твердых спеченных сплавов

Подгруппа

Вращательное бурение мягких горных пород: сланцев, гипса,

калийных и каменных солей и т.п., зарубка углей

Вращательное, ударно-поворотное бурение монолитных и

трещиноватых горных пород: известняка, доломита, мрамора, угля,

каменной соли и т.п.

Зарубка крепких каменных углей с незначительным включением

твердых пород

Шарошечное бурение крепких и очень крепких абразивных горных

пород: кварцита, крепкого гранита, кремнистого сланца и т.п.

Ударно-поворотное и ударно-вращательное бурение крепких гор-

ных пород: плотного гранита, крепких песчаников, известняка и квар-

цита, крепких железных руд и т.п. Зарубка крепких каменных углей с

включением твердых горных пород

Шарошечное бурение вязких, средней твердости абразивных гор-

ных пород: плотного мергеля, сланца и т.п.

Ударно-поворотное и ударно-вращательное бурение крепких и

очень крепких абразивных горных пород: крепких гранитовых пород,

кварцитов, очень крепких гранитов и т.п.

Ударно-поворотное, ударно-вращательное бурение крепчайших

горных пород, наиболее крепких, плотных и вязких кварцитов и т.п.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. (Измененная редакция, Изм. № 5).

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Справочное

Обозначение по СТ СЭВ

Марки твердых спеченных сплавов по национальным стандартам стран в соответствии с группами применения

Подгруппа

Республика

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. (Введено дополнительно, Изм. № 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Справочное

ОБОЗНАЧЕНИЕ МАРОК ТВЕРДЫХ СПЕЧЕННЫХ СПЛАВОВ, УСТАНОВЛЕННЫХ В СТАНДАРТАХ СТРАН - ЧЛЕНОВ СЭВ, В СООТВЕТСТВИИ С ГРУППАМИ ПРИМЕНЕНИЯ

Обозначение марок твердых спеченных сплавов

Группа

HS123, НТ02, НТОЗ

HS410, HS420, HV510

ВК6-М, ТТ8К6

HV412, HV420, HV510

ВКЮ-ОМ, ВК10-М, ВК8

ВК8, ТТ7К12

ВКЗ, ВКЗ-М

ВКЗ, ВКЗ-М

ВК6-М, ТТ8К6

HG412, HF10, HF20, HV510

Н15Х, H20S, Н20

HG012, HV510, HG412

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. (Измененная редакция, Изм. № 6).