Твердые сплавы для режущих инструментов

Твердосплавные инструменты для токарных, фрезерных, сверлильных станков популярны в металлообработке и являются неотъемлемой частью производственных процессов. Но что же делает их такими особенными и почему они должны заинтересовать вас, как человека, желающего купить этот инструментальный материал?

Популярность: инструменты на основе твердого сплава стали популярными как среди профессионалов, так и среди любителей. Их можно встретить на самых разных предприятиях - от крупных заводов до небольших гаражных мастерских.

Преимущества: причина их популярности кроется в уникальных свойствах твердого сплава - материала, известного своей твердостью (вторичная твердость до 92 HRC), теплостойкость до 1150 C способностью длительное время сохранять остроту. Например, твердосплавные резцы для токарных станков по металлу известны своей долговечностью, точностью и эффективностью при резке различных металлов. Это позволяет получить более гладкую поверхность и сократить время на заточку или замену изношенного инструмента.

Инструмент из твердого сплава - это не просто модная тенденция, это разумный выбор для тех, кто хочет повысить свой уровень качсетва металлообработки. Независимо от того, являетесь ли вы опытным профессионалом или только начинаете, понимание этих инструментов позволит принимать обоснованные и уверенные решения при покупке. Наиболее распространенными сплавами являются на основе карбида вольфрама ВК6 и ВК8 (вольфрамо-кобальтовые).

Типы режущих материалов

Быстрорежущая сталь (HSS - High Speed Steel): инструменты из быстрорежущей стали, бывшие когда-то стандартом, все еще используются, но в значительной степени заменены более современными материалами.

Твердый сплав: именно на нем мы сосредоточили внимание. Твердосплавные режущие инструменты изготавливаются из соединения углерода и других элементов, обычно вольфрама. Их твердость близка к твердости алмаза, что делает их высокопрочными и эффективными для резки.

Керамика, алмаз и другие: существуют и другие материалы, но ни один из них не получил такого широкого признания и универсальности, как твердый сплав.

Области применения

Инструментальные материалы из твердого сплава не ограничиваются какой-то одной областью применения или отраслью. Вот где они встречаются:

• Автомобилестроение: точение деталей для автомобилей.
• Аэрокосмическая промышленность: используются при производстве сложных деталей для самолетов.
• Производство медицинского оборудования: изготовление тонких и точных медицинских инструментов.
• Домашние мастерские: любители также ценят твердосплавные инструменты за их долговечность и точность.

Определение и состав инструментов из твердого сплава

Инструменты из твердого сплава - это режущие инструменты представляющие собой соединение углерода с другими элементами. Наиболее распространенным типом является карбид вольфрама, в котором углерод соединен с вольфрамом. Такое соединение получается невероятно твердым, износостойким, способным долгое время сохранять остроту режущей кромки.

Расшифровка твердых сплавов ВК2, ВК4, ВК8 – сплав вольфрама с кобальтом, где базовая доля принадлежит вольфраму, а цифра обозначает процентное содержание кобальта. Например, ВК4 содержит 4% кобальта.

Сравнение с другими материалами

• Карбиды: обладает повышенной твердостью и жаростойкостью по сравнению с большинством других материалов. Хотя твердосплавные материалы обычно дороже, они служат дольше и требуют более редкой заточки.
• Быстрорежущая сталь (HSS): хотя быстрорежущая сталь более гибкая и менее хрупкая, чем твердый сплав, она не обладает твердостью и жаростойкостью твердого сплава. Поэтому инструменты из быстрорежущей стали быстрее изнашиваются и требуют более частой заточки.

Виды твердых сплавов и их свойства

• Карбид вольфрама: Наиболее распространенный тип, известный своей высокой твердостью и прочностью. Часто используется для точения, фрезерования и сверления.
• Карбид титана: Обладает схожими с вольфрамом свойствами, но имеет несколько иные эксплуатационные характеристики. Часто смешивается с другими карбидами для специальных задач.
• Другие комбинации: Для удовлетворения конкретных потребностей предлагаются различные смеси твердых сплавов, которые часто смешиваются с веществами для повышения производительности при выполнении конкретных задач.

Выбор между твердосплавными и другими материалами, такими как быстрорежущая сталь, зависит от конкретных потребностей и бюджета пользователя. Однако для тех, кто ищет инструмент, способный выдерживать сложные задачи и служить долго, твердый сплав с его различными составами является надежным вариантом. Понимание этих различий помогает сделать осознанный выбор инструмента, подходящего для работы или хобби.

Классификация твердых сплавов

1. ВК – однокарбидные, вольфрамо-кобальтовые;
2. ТК – двухкарбидные, титано-вольфрамо-кобальтовые;
3. ТТК – трехкарбидные, титано-тантало-вольфрамо-кобальтовые;
4. ТН - безвольфрамовые.

Расшифровка твердого сплава ТТ7К12 - содержит 12% кобальта, 7% карбида титана и карбида тантала, остальное карбид вольфрама (81%). Относится к сплавам третьей группы для черновой и чистовой обработки труднообрабатываемых материалов.

Плюсы твердого сплава

При рассмотрении вопроса о приобретении токарного режущего инструмента может возникнуть вопрос: Почему именно твердый сплав, а не другие материалы? Вот почему:

Долговечность и прочность

Твердосплавные инструменты известны своей впечатляющей долговечностью. Благодаря твердости сплава эти инструменты могут выдерживать длительную эксплуатацию без значительного износа. Прочность твердого сплава позволяет тратить меньше времени на обслуживание и замену, что делает их экономически эффективным выбором в долгосрочной перспективе.

Термостойкость

В металлообработке инструменты часто подвергаются сильному нагреву. Уникальная способность твердого сплава противостоять тепловому разрушению позволяет ему сохранять остроту и эффективность даже в сложных условиях. В отличие от некоторых других материалов, твердый сплав не размягчается при высоких температурах, что позволяет использовать его в течение длительного времени без потери эксплуатационных характеристик до 1150 градусов Цельсия.

Точность и эффективность

Твердость сплава - это не только долговечность, но и точность. Более острая режущая кромка обеспечивает более точные резы и более гладкую поверхность. Еще одним преимуществом является эффективность, поскольку твердосплавные инструменты могут работать на более высоких скоростях без потери производительности. Это позволяет быстрее завершать проекты, экономя время и энергию.

Двухкарбидные сплавы Т30К4 расшифровываются так: число 30 указывает на процентное содержание карбида титана, а 4 – кобальта. Остальная часть сплава состоит из карбида вольфрама. Как и однокарбидных сплавах, предел прочности на сжатие и изгиб повышается с ростом содержания кобальта. Сплавы Т3ОК4 и Т15К6, используются в чистовой и получистовой обработке, а сплавы Т5К10 и Т5К12 подходят для медленной резки и работе с ударными нагрузками

Выбор инструмента

Рассмотрим факторы, влияющие на выбор инструментального материала:

Формы и размеры

Твердосплавные инструменты бывают различных форм и размеров, каждый из которых предназначены для определенного типа резки. К числу распространенных форм относятся:

• квадратная: для точения и резки общего назначения.
• круглая: подходят для контурной и чистовой обработки.
• угловые радиусные: обеспечивают прочность при снятии большого количества материала.

Форма и размер определяются исходя из задачи.

Марки и покрытия

Различные марки твердого сплава обладают различными уровнями твердости и прочности. Выбор подходящей марки зависит от материала, который собираетесь резать, и конкретных требований задачи. Покрытия влияют на эффективность резки:

• Твердый сплав без покрытия идеально подходит для мягких материалов.
• Покрытие TiN (нитрид титана) повышает термостойкость.
• Покрытие TiCN (карбонитрид титана) повышает износостойкость.

Каждая марка и покрытие предназначены для оптимизации работы в различных условиях, поэтому знание требований задачи является ключевым фактором.

Совместимость с различными металлами и станками

Твердые сплавы универсальны, но важно убедиться в их совместимости с металлами, с которыми работаете, и с конкретным станком, который используете. Вот что необходимо учитывать:

• Обрабатываемые металлы: разные составы твердого сплава лучше всего работают с разными металлами. Например, пластина, предназначенная для стали, может оказаться не лучшим выбором для алюминия.
• Оборудование: убедитесь, что размер и конструкция твердосплавной пластины подходят для вашего токарного или фрезерного станка.

Совместимость обеспечивает безопасность и оптимальную производительность.

Использование материалов из твердого сплава

После того как вы выбрали подходящую твердосплавную пластину, следующий шаг - это ее эффективное использование. Вот несколько важных советов и приемов, которые помогут получить максимальную отдачу от твердосплавных резцов для токарных станков по металлу:

Правильная установка и выравнивание

• Надежное крепление: убедитесь, что резец надежно установлен в резцедержателе, чтобы предотвратить его смещение во время работы.
• Выравнивание: Правильное выравнивание относительно заготовки является важнейшим условием точности. Используйте циферблатный индикатор или другие механизмы для выравнивания, чтобы убедиться, что все правильно выстроено.

Скорость и подача

Определите оптимальную скорость: работа резца на правильной скорости имеет решающее значение. Слишком высокая скорость может привести к быстрому износу, слишком низкая - к неэффективному резанию.

Скорость подачи - как быстро резец проходит через материал. Для нахождения правильной скорости подачи необходим баланс: слишком медленная подача может привести к грубой обработке, а слишком быстрая - к сколам или поломкам.

Ознакомьтесь с рекомендациями производителя: многие производители указывают рекомендуемые значения скорости и подачи для своих режущих платин.

Характеристики твердого сплава ВК8

Марка сплава:	ВК8 (другое обозначение ВП3325)
Классификация:	Сплавы твердые спеченные
Дополнение:	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

Советы по техническому обслуживанию и уходу

Регулярный осмотр: регулярно проверяйте наличие признаков износа или повреждений. Раннее обнаружение может предотвратить дальнейшие проблемы.

• Правильная очистка: после использования очищайте резец подходящим растворителем для удаления стружки и масла.
• Заточка: несмотря на то, что твердосплавные пластины хорошо держат заточку, время от времени они все же нуждаются в заточке. Чтобы не повредить пластину, заточку выполняют на специализированном оборудовании.
• Правильное хранение: во избежание случайных повреждений храните фрезы в защитном футляре или держателе.

Техника безопасности

Работа с инструментальными материалами также связана с определенными рисками. Безопасность всегда должна быть главным приоритетом. Ниже приводится руководство по обеспечению безопасности во время работы:

Средства защиты и оборудование

• Защита глаз: надевайте защитные очки, чтобы защитить глаза от летящих осколков.
• Защита рук: надевайте подходящие перчатки для защиты от порезов и ссадин.
• Защита органов слуха: при работе с громкими механизмами следует использовать средства защиты органов слуха, чтобы минимизировать их повреждение.
• Правильная одежда: носите плотно прилегающую одежду, чтобы ничего не попало в станок.

Лучшие методы работы

• Прочитать руководство: очень важно знать инструкции по эксплуатации инструментов и оборудования.
• Следите за чистотой рабочего места: чистое рабочее место снижает риск несчастных случаев.
• Использовать защитные устройства: если есть возможность, всегда используйте защитные ограждения на станках для предотвращения случайного контакта с движущимися частями.
• Соблюдайте процедуры остановки и блокировки: при проведении технического обслуживания или замене резцов убедитесь, что оборудование отключено и надежно закреплено.

Распространенные ошибки

• Перегрузка пластин: слишком сильное нажатие на пластину может привести к ее поломке, что представляет серьезную опасность.
• Обход защитных устройств: никогда не снимайте и не обходите защитные ограждения или другие защитные элементы инструментов или оборудования.
• Игнорирование технического обслуживания: регулярный осмотр и техническое обслуживание - залог безопасной работы. Не игнорируйте признаки износа или неисправности.

Лидеры среди производителей и марок

Несколько известных производителей и марок выпускают высококачественные твердосплавные инструменты:

1. Sandvik Coromant: Известен своими инновациями и качеством.
2. Kennametal: Предлагает широкий ассортимент твердосплавного режущего инструмента.
3. Iscar: Известен своей точностью и долговечностью.
4. Mitsubishi Materials: Надежный бренд с акцентом на производительность. Эти названия имеют прочную репутацию в отрасли и являются отличной отправной точкой для поиска.

Ценовые диапазоны

Твердосплавные резцы могут различаться по цене в зависимости от размера, качества и конкретного применения:

• Начальный уровень: Цены могут начинаться от 10-80 долл. за базовые твердосплавные фрезы. Подходят для любителей или начинающих.
• Профессиональный уровень: цена может варьироваться в пределах 150-750 долл., они отличаются повышенной точностью, долговечностью и возможностью применения в специальных областях.
• Премиум-бренды: инструменты высшего класса от известных брендов могут стоить еще дороже, что отражает их репутацию в области качества и инноваций. Помните, что самый дешевый вариант не всегда является самым лучшим, а инвестиции в качество могут окупиться в долгосрочной перспективе.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Чем твердосплавные инструменты лучше инструментов из быстрорежущей стали (HSS)?

Ответ: Твердосплавные инструменты, как правило, обладают большей твердостью и теплостойкостью по сравнению с быстрорежущей сталью. Это означает, что они могут дольше сохранять остроту, обеспечивая более высокую скорость резания и увеличенный срок службы инструмента.

Вопрос: Подходят ли твердосплавные инструменты для начинающих?

Ответ: Да, твердосплавные инструменты выпускаются различных марок и стилей, подходящих для всех уровней, включая начинающих. Для достижения наилучшего результата необходимо правильно проинструктировать о правилах эксплуатации и безопасности.

Вопрос: Как правильно ухаживать за твердосплавными инструментами?

Ответ: Регулярный осмотр, правильная очистка, периодическая заточка и хранение в защитных футлярах - это важнейшие условия ухода за твердосплавными инструментами. Соблюдение рекомендаций производителя может обеспечить оптимальную производительность.

Вопрос: Можно ли перерабатывать твердосплавные инструменты?

Ответ: Многие твердосплавные инструменты, в том числе и из карбида вольфрама, могут быть переработаны. Лучше всего проконсультироваться с производителями или местными предприятиями по переработке.