Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение

Подождите немного. Документ загружается.

Химический состав

(%)

наиболее распространенных быстрорежущих сталей

Марка

стали

Р18

Р12

Р6МЗ

Р6М5

(АР6М5)

0,7-0,8

0,8-0,9

0,85-0,95

0,8-0,88

Сг

3,8-4,4

3,1-3,6

•3,0-3,5

3,8-4,4

17,5-19

12-13

5,5-6,5

1,0-1,4

1,5-1,9

2,0-2,5

1,7-2,1

Мо

0,5-1,0

До

1,0

3,0-3,6

5,0-5,5

Основными

легирующими элементами быстрорежущих сталей, обеспе-

чивающими их теплостойкость, являются в первую очередь вольфрам

его химический аналог — молибден. Сильно повышает теплостойкость

(до

645.-650

С)

и твердость после термообработки {ИКС

67—70)

кобальт

в меньшей степени ванадий.

Составы широко применяемых быстрорежущих сталей умеренной те-

плостойкости

(615—620°С)

приведены в табл. 20. Кроме того, ГОСТ

19265

—

73 предусматривает следующие марки стали, содержащие кобальт

обладающие повышенной теплостойкостью

(630-650°С):

Р6М5К5,

Р9М4К8,

Р18К5Ф2, Р1ОК5Ф5 и др. Некоторое применение нашли быстро-

режущие стали: Р8МЗК6С, Р12Ф4К5, а также менее дорогие, чем кобаль-

товые стали, вольфрамованадиевая сталь Р12ФЗ (теплостойкость ~

635°С)

стали с повышенным содержанием

углерода:

10Р8МЗ и 10Р6М5 (тепло-

стойкость

625-630°С).

Наиболее широко используют сталь Р6М5 с меньшим содержанием

вольфрама.

Быстрорежущие стали относятся к карбидному (ледебуритному) классу.

Их

фазовый состав в отожженном состоянии представляет собой легиро-

ванный

феррит и карбиды М

С, М

, МС, М

С. Основным карбидом

быстрорежущей стали явдяется М

С, в котором также растворен ванадий.

В феррите растворена большая часть хрома; почти весь вольфрам (молиб-

ден) и ванадий находятся в карбидах. Количество карбидной фазы в стали

Р18 достигается

25-30%

и 22% в стали Р6М5.

структуре

литой быстрорежущей стали присутствует сложная эвтек-

тика,

напоминающая ледебурит (рис. 161, а) и располагающаяся по грани-

цам

зерен. В результате горячей механической.обработки сетка эвтектики

дробится. В сильно деформированной быстрорежущей стали карбиды рас-

пределены равномерно в основной матрице (рис. 161,6), представляющей

после отжига сорбитообразный перлит. В

структуре

деформированной

отожженной быстрорежущей стали можно различить три вида карбидов:

крупные обособленные первичные карбиды, более мелкие вторичные

очень мелкие эвтектоидные карбиды, входящие в основной сорбитный

фон

(рис. 161,6). При недостаточной проковке наблюдается

карбидная

лик-

вация, которая представляет собой участки неразрушенной эвтектики, вы-

тянутые в направлении деформации (рис. 161.

д).

При наличии карбидной

ликвации

уменьшается стойкость инструмента и возрастает его хрупкость.

Для снижения твердости, улучшения обработки резанием и подготовки

структуры стали к закалке после ковки быстрорежущую сталь подвергают

отжигу при

84О-86О°С

(сталь Р6М5-при

800-83О°С).

Если отжиг про-

311

Рис. 161.

Микроструктура

быстрорежу-

щих

сталей

(х 500):

— ледебурит в литой стали

;<7

— дефор-

мированная

и отожженная сталь; в — за-

каленная

сталь; г — закаленная н отпу-

щенная

сталь; д — строчечное располо-

жение карбидов (карбидная ликвация)

изведен не удовлетворительно, при последующей закалке возможен брак

стали вследствие образования так называемого

нафталинового

излома.

В этом

случае

излом стали крупнозернистый, чешуйчатый, похожий на на-

фталин.

Сталь с таким изломом

обладает

высокой хрупкостью.

312

Для придания стали теплостойкости инструменты подвергают закалке

многократному отпуску. Температуру закалки стали Р18 принимают

равной

1270-1290°С,

стали Р12

1225-1245°С,

и Р6М5

1210-1230°С.

Высо-

кие

температуры закалки необходимы для более полного растворения вто-

ричных карбидов и получения при нагреве аустенита, высоколегированно-

го хромом, вольфрамом, молибденом и ванадием. Это обеспечивает

получение после закалки мартенсита, обладающего высокой теплостой-

костью. Однако

даже

при очень высоком нагреве растворяется только

часть карбидов: примерно 30% от имеющихся в

структуре

в стали Р18

—

60% от имеющихся в

структуре

стали Р12 (рис. 161, в). Для быстроре-

жущих сталей, содержащих много избыточных (эвтектических и вто-

ричных) карбидов, характерно сохранение мелкого зерна (балл 11 — 10), да-

же при нагреве до указанных выше очень высоких температур (рис. 161, в).

Во избежание образования трещин при нагреве до температуры закалки

применяют подогрев инструмента при

8ОО-85О°С

10-15 мин или при

1050—И0О°С

—

5 мин, а крупного инструмента, кроме того, еще при

550-600°С

15-20 мин.

Выдержка при температуре закалки должна обеспечить растворение

аустените части карбидов в пределах возможной их растворимости. Во

избежание окисления, обезуглероживания и роста зерна выдержка должна

быть непродолжительной: для инструментов диаметром (толщиной)

—

50 мм она составляет 10—12 с на каждый миллиметр диаметра или

наименьшей

толщины инструмента при нагреве в расплавленной соли (ча-

ще ВаС1

) и 12

—

14 с при нагреве в печи. Для получения более высокой

твердости стали Р6М5 (HRC 63) и теплостойкости (HRC 59 при

620°С)

вы-

держку при нагреве под закалку увеличивают на 25%.

Высоколегированный аустенит, полученный при нагреве под закалку,

обладает большой устойчивостью, поэтому охлаждающей средой при за-

калке

чаще является масло. Для уменьшения деформации инструментов

применяют ступенчатую закалку в расплавленных солях чаще при

650 или

250°С.

Структура быстрорежущей стали после закалки представляет высоколе-

гированный

мартенсит,, содержащий 0,3

—

0,4% С, нерастворенные избы-

точные карбиды и остаточный аустенит (см. рис. 161, в). Чем выше темпе-

ратура

закалки, тем ниже температура мартенситных точек М

и М

и тем

больше количество остаточного аустенита. Обычно содержание остаточно-

го аустенита в стали Р18 составляет

25-30%

и в стали Р6М5 28

—

34%.

Остаточный аустенит понижает режущие свойства стали, и поэтому его

присутствие в готовом инструменте недопустимо.

После

закалки

следует

отпуск при

550-570°С,

вызывающий превраще-

ние

остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение в ре-

зультате

частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карби-

дов. Это сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость).

В процессе выдержки при отпуске из остаточного аустенита выделяются

карбиды, что уменьшает его легированность, и поэтому при последующем

охлаждении он претерпевает мартенситное превращение (при температурах

150°С).

В процессе однократного отпуска только часть остаточного

аустенита превращается в мартенсит. Чтобы весь остаточный аустенит пере-

шел в мартенсит и произошел отпуск вновь образовавшегося мартенсита,

313

Таблице!

Стали,

рекомендуемые для режущих инструментов (по данным Ю. А. Геллера)

Тип

инструмента Рекомендуемая сталь

Резцы

и резцовые головки:

фасонные

на автоматах

долбежные, строгальные, отрезные

Сверла:

для обработки металлов с НВ 260 — 280

для обработки металлов большой твердости

для труднообрабатываемых сплавов

Фрезы:

резьбовые, червячные

то же для резания с высокой скоростью

то же для резания труднообрабатываемых сплавов

Долбяки,

шеверы

Метчики:

машинные

ручные

Плашки

круглые:

для нарезания мягких металлов

для нарезания твердых металлов

Развертки:

машинные

то же для труднообрабатываемых сплавов

ручные

Зенкеры:

для обработки мягких металлов•

для обработки твердых металлов

Пилы:

сегменты к круглым пилам, ножовочные полотна

пилы

машинные и ручные для обработки древесины

Стамески,

долота, топоры для обработки древесины

Напильники:

для мягких металлов

для твердых металлов

Р18,

Р12ФЗ, 10Р8МЗ*

Р6М5,

Р12, Р9

Р6М5,

Р6МЗ, Р12

Р12ФЗ,

1ОР8МЗ

Р12Ф4К5,

Р8МЗК6С,

Р9М4К8Ф

Р6М5,

Р8МЗ, Р12, Р18

Р12Ф4К5,

Р8МЗК6С

Р12Ф4К5,

Р8МЗК6С,

Р9М4К8Ф

Р6М5,

Р8МЗ, Р12

Р6М5,

Р18, Р8МЗК6С

УНА, У12А, ПХФ

хвег

Р6М5,

Р8МЗ

Р6М5;

Р8МЗ, Р12, Р12ФЗ

Р8МЗК6С

ХВСГ, Р6М5, Р8МЗ

Р6М5,

Р8МЗ, Р12

Р9М4К8Ф,

Р8МЗК6С

Р9,

Р12, Р6М5

9ХФ, У

ЮЛ,

У8ГА

7ХФ, 6ХС

13Х, X, У13А

Р6МЗ,

Р6М5, Р8МЗ, PI2

* Быстрорежущая сталь с повышенным содержанием

углерода

(0,96—1,06%). Применяют

при

резании металлов с твердостью до НВ250

—2S0

применяют

многократный (чаще трехкратный) отпуск при 550 —

57О°С

(рис.

161,

г). Продолжительность каждого отпуска

45-60

мин. Для стали Р6М5

оптимальный

режим отпуска, обеспечивающий наибольшую твердость

высокие механические свойства:

35О°С

1 ч (первый отпуск) и 560

—57О°С

по

1 ч (последующие два отпуска). Получение более высокой твердости

объясняется

тем, что при

35О°С

выделяются частицы цементита, равномер-

но

распределенные в стали. Это способствует более однородному выделе-

нию

и распределению специальных карбидов М

С при 560

—570°С.

Инструмент простой формы из быстрорежущей стали иногда для

уменьшения

содержания остаточного аустенита непосредственно после за-

калки

(во избежание стабилизации аустенита)

охлаждают

до —

80°С.

При

обработке холодом более половины остаточного аустенита претерпевает

превращение в мартенсит; после обработки холодом

следует

один или два

314

отпуска при обычной принятой температуре. Твердость стали после закал-

ки

составляет HRC 62-63, а после отпуска HRC 63-65.

Режущие свойства и твердость инструмента, не подвергающегося пере-

точке по всем граням (сверла, развертки, метчики, фрезы), можно повысить

низкотемпературным азотированием при

550-560°С.

Продолжительность

процесса 10 — 30 мин. Твердость слоя HV

1000—1100

и толщина его

0,03-0,05

мм.

Выбор стали для режущего инструмента. В табл. 21 указаны рекомен-

дуемые

марки стали для металлорежущего инструмента. Нетеплостойкие

стали применяют редко. Подавляющее число инструментов изготовляют

из

быстрорежущей стали. Для обработки обычных конструкционных ста-

лей (НВ 220 — 230) применяют быстрорежущие стали умеренной теплостой-

кости (Р12, Р6М5, Р6МЗ и др.), а для резания конструкционных сталей

с высокой твердостью (HRC 30 — 45), аустенитных жаропрочных и корро-

зионно-стойких

сталей применяют стали повышенной и высокой тепло-

стойкости (Р12ФЗ, Р12Ф4К5, Р9М4К8Ф и др.). Стали повышенной тепло-

стойкости применяют и при высоких скоростях резания (40 — 80 м/мин).

2. СТАЛИ ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

Стали для измерительного инструмента (плиток, калибров, шаблонов) дол-

жны обладать высокой твердостью, износостойкостью и сохранять по-

стоянство размеров. Обычно применяют высокоуглеродистые хромистые

стали X (0,95-1,1% С, и

1,3-1,65%

Сг), ХВГ и 12X1

(1,15-1,25%

С,

1,3—1,65%

Сг). Измерительный инструмент подвергают закалке в масле

с возможно более низкой температурой, обычно с 840

—850°С

для сталей

X и ХВГ и с 850

—88О°С

для стали 12X1 с целью получения минимального

количества остаточного аустенита. В закаленной высокоуглеродистой ста-

ли при нормальной комнатной температуре в течение длительного вре-

мени

самопроизвольно протекает процесс старения, который заключается

частичном распаде мартенсита и превращении некоторого количества

остаточного аустенита в мартенсит. Старение вызывает небольшое измене-

ние

объема и линейных размеров изделия, недопустимое для измери-

тельных инструментов высоких классов точности.

Для предупреждения подобного старения измерительные инструменты

продолжительное время (12 — 60 ч) подвергают отпуску при

120—140°С.

Твердость после указанной обработки составляет HRC 62 — 64. Иногда по-

сле закалки производят обработку холодом при - 50 н—

80°С

для более

полного превращения остаточного аустенита.

Измерительные скобы, шкалы, линейки и

другие

плоские и длинные ин-

струменты изготовляют из листовых сталей 15, 15Х. Для получения рабо-

чей поверхности с высокой твердостью и износостойкостью инструменты

подвергают цементации и закалке.

3. ШТАМПОВЫЕ СТАЛИ ДЛЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ

В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ

Стали, используемые для изготовления штампов пластически деформи-

рующих металл при нормальных температурах, должны обладать высокой

твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточ-

315

Таблица

Состав,

термическая

обработка

Марка

стали

М2Ф1

Х12М

Х6ВФ

7ХГ2ИМ

6Х6ВЗМФС

назначение

штамповых

Содержание элементов.

1,25-1,45

1.45-1,65

1.05-1,15

0,63-0,76

0,5-0,6

Сг

11-12,5

И-12,5

5,5-6.5

1.5-1,8

5.5-6.5

0,7-0,9

0,15-0,3

0.5-0,8

0.1-0,25

0,5-0,8

Другие

элементы

0,4-0,6

Мо

1,2-1,5

1.8-2.3

Ми

0.5-0.9 W

0,5-0,8

Мо

0.6-0.9

2.5-3.2 W

0.6-0.9

Мо

сталей

для

деформирования

холодном

состоянии

Температура,

°С

закалки

(в

масле)

1070

1030

970

860

1080

отпуска

150*

160

540**

(2-3

раза)

Твер-

дость,

HRC

61-63

52-64

61-63

60-61

Область

применения

Для

холодных

штампов высокой

устойчивости

против истирания;

для

волочильных

досок

валок;

гибочных

формовочных штампов;

матриц

пуансонов вырубных

просеченых

штампов;

секций кузовных штампов сложных

форм;

сложных дыропрошивочных матриц при

формовке

листового металла, накатных

пла-

шек

и др.

Для резьбонакатного инструмента (роликов

плашек),

матриц, пуансоиов, зубонакатников

других

инструментов, предназначенных

для

холодной деформации; гибочных рихтовочных

штампов

Для штампов

вырубного инструмента слож-

ной

конфигурации:

при

производстве изделий

из

цветных сплавов

малопрочных конструк-

ционных

сталей

Для резьбонакатных роликов, зубонакатников,

обрезных матриц, пуансонов

других

инстру-

ментов

для

деформации металлов повышен-

нойтвердости; ножей труборазрубочных машин,

ножей

гильотинных ножниц, применительно

резке высокопрочных сталей

сплавов

других

аналогичных инструментов

Для

повышения вязкости

результате некоторого

снижения

твердости

(HRC

58 — 59) температуру отпуска повышают

до

200 —275°С.

•*

При

повышенных динамических нагрузках

560 С (HRC

59 — 60).

ной

вязкостью. В процессе деформирования с большей скоростью штампы

разогреваются до

2ОО-350°С,

поэтому стали этого класса должны быть

теплостойкими. Для крупных штампов необходимо обеспечить высокую

прокаливаемость и небольшие объемные изменения при закалке. Если

процессе термической обработки происходит искажение сложной

конфи-

гурации штампа, то необходимо производить доводку штампа до тре-

буемых

размеров, что не всегда осуществимо. Наиболее часто применяют

стали, состав которых и термическая обработка приведены в табл. 22.

Высокохромистые стали Х12Ф1 и Х12М относятся к ледебуритному

классу и содержат 16 —17% карбидов (Сг,

Fe)

Стали обладают высокой

износостойкостью и при закалке в масле мало деформируются, что важно

для штампов сложной формы.

Молибден и ванадий в сталях Х12Ф1 и Х12М способствуют сохране-

нию

мелкого зерна. Обе стали обладают высокой устойчивостью переох-

лажденного аустенита, а следовательно, хорошей прокаливаемостью.

Сталь Х12Ф1 прокаливается до

150—180

мм, а Х12М — до 200 мм при ох-

лаждении в масле. Недостаток высокохромистых сталей заключается

трудности обработки резанием в отожженном состоянии (НВ 207

—

269)

снижении механических свойств в

случае

резко выраженной карбидной

неоднородности (крупные скопления карбидов, карбидная сетка, карбидная

полосчатость). Меньшей карбидной неоднородностью обладает сталь

Х6ВФ, которую используют для инструментов с высокой механической

прочностью и сопротивлением изнашиванию (накатные плашки, накатники

для холодного накатывания

зубчатых

колес и т. д.). Прокаливаемость ста-

ли Х6ВФ меньше и не превышает 70

—

80 мм.

Сталь

7ХГ2ВМ

(см. табл. 22) сочетает высокую прокаливаемость и за-

каливаемость с минимальными объемными изменениями при закалке. Она

получает твердость HRC 59

—

60 в сечениях до 100

—

110 мм при охлажде-

нии

в масле, горячих средах и на

воздухе.

Износостойкость и устойчивость против нагрева может быть повышена

азотированием при

520-560°С,

выполняемым перед закалкой.

В тех случаях, когда требуется сталь с повышенным сопротивлением

пластической деформации, применяют сталь 6Х6ВЗМФС (см. табл. 22).

Сталь подвергают закалке с высоких температур для возможно более пол-

ного растворения карбидов хрома М

и М

. Сталь чувствительна

росту зерна аустенита. Отпуск проводят при 520

—

540°С.

После отпуска

сгруктуре

нет остаточного аустенита, что обеспечивает более высокое со-

противление пластической деформации (200

—

210 кгс/мм

) при хорошей

вязкости.

Сталь обладает высокой износостойкостью, особенно при работе

с динамическими нагрузками, и не склонна к карбидной неоднородности.

Для вытяжных штампов небольшого размера (диаметр пуансона до 25

мм) применяют стали УК), У11 и У12, а для штампов большого разме-

ра— 11ХФ, X, ХВСГ, обладающие лучшей прокаливаемостью

4. ШТАМНОВМЕ СТАЛИ ДЛЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В ГОРЯЧЕМ СОСТОЯ-

НИИ

(ПОЛ*'ТЕПЛОСТОЙКИЕ И ТЕПЛОСТОЙКИЕ)

Стали, применяемые для штампов, деформирующих металл в горячем со-

стоянии,

должны иметь высокие механические свойства (прочность и вяз-

317

кость) при повышенных

температурах

и обладать окалнностойкостью

разгаростойкостью, т. е. способностью выдерживать многократные на-

гревы и охлаждения без образования разгарных трещин. Кроме того, ста-

ли

должны иметь высокую износостойкость и теплопроводность для луч-

шего отвода теплоты, передаваемого обрабатываемой заготовкой.

Многие

штампы имеют большие размеры, поэтому сталь для их изго-

товления

должна обладать высокой прокаливаемостью. Это обеспечивает

высокие

механические свойства по всему сечению штампа. Важно, чтобы

сталь не была склонна к обратимой отпускной хрупкости, так как бы-

стрым охлаждением крупных штампов ее устранить нельзя.

Состав и термическая обработка наиболее часто применяемых штам-

повых сталей приведены в табл. 23. Крупные ковочные штампы, а также

инструмент ковочных машин и прессов, нагревающихся при t < 500 —

550°С

при

умеренных нагрузках, изготовляют из полутеплостойких сталей 5ХНМ

5ХГМ

(вместо никеля в них содержится 1,2 — 1,6% Мп), обладающих по-

вышенной

вязкостью (см. табл. 23).

Присутствие в стали 5ХНМ молибдена повышает теплостойкость, про-

каливаемость и уменьшает склонность к обратимой отпускной хрупкости.

Сталь 5ХНМ, обладая высокой устойчивостью переохлажденного аустени-

та, прокаливается полностью в блоках размером

400x300x300

мм и более.

Закалку

штампов производят в масле. Отпуск крупных штампов проводят

при

55О-58О°С

(HRC

35-38),

а мелких при

500-540°С

(HRC

40-45).

Структура стали после отпуска - троосто-сорбиг. Механические свойства

стали 5ХНМ при

500°С:

= 90 кгс/мм

, а

0 2

= 65 кгс/мм

, 8 = 20 -т- 22% и

Сталь умеренной теплостойкости 4ХЗВМФ (см. табл. 23) с основным

карбидом М

вследствие низкого содержания Мо и W сохраняет высо-

кие

механические свойства (ст„ = 90

-f-100

кгс/мм

и HRC 45) только при

нагреве до 500 —

525°С.

Сталь применяют вместо 5ХНМ (5ХГМ) для изгото-

вления

штампов небольших размеров.

Средненагруженный инструмент, работающий с разогревом поверхно-

сти до

600°С,

а также инструмент с большой поверхностью, работающий

при

400-500°С,

изготовляют из сталей 4Х5В2ФС и 4Х5МФ1С. Фазовый

состав этих сталей в отожженном состоянии — легированный феррит (а)

карбиды типа М

зС

и М

С. Стали теплостойкости, мало чувствительны

резкой смене температур,

обладают

повышенной окалиностойкостью,

устойчивы против корродирующего действия жидкого алюминия и обла-

дают

высокой прочностью при хорошей вязкости. Стали повышенной теп-

лостойкости — ЗХ2В8Ф и 5ХЗВЗМФС используют для штампов, претерпе-

вающих при деформировании разогрев поверхности до 600 —

700°С.

Из них

изготовляют инструмент, например прошивные пуансоны, выталкиватели

для глубоких отверстий, матрицы пресс-форм для отливок под давлением

медных сплавов и т. д. Фазовый состав этих сталей в отожженном состоя-

нии—легированный

феррит и карбид М

и М

(

,С.

Превращения

в сталях 4Х5В2ФС, ЗХ2В8Ф и 5ХЗВЗМФС, протекающие

при

термической обработке, во многом сходны с превращениями в бы-

строрежущей стали. Эти стали при закалке нагреваются до высоких темпе-

ратур

для растворения возможно большего количества карбидов и получе-

ния

закалки высоколегированного мелкозернистого мартенсита. Так как

318

Таблица

Состав,

термическая обработка

назначение штамповых сталей

для

деформиро-

вания

горячем состоянии

Марка

стали

5ХНМ

5ХНВ

4ХЗВМФ

4Х5В2ФС

4Х5МФ1С

ЗХ2В8Ф

4Х2В5МФ

Содержание элементов,

0,5-

0.6

0,5-

0,6

0,4-

0,48

0,37-

0,45

0,37-

0,44

0,3-

0,4

0 3-

0,4

Сг

0.6-

0,8

0,6-

0,8

2.8-

3,5

4,5-

5,5

4,5-

5,5

2 —

~2J

2~>

—

2,г

0,4-

0,7

0,6-

1.1

1.6-

2,2

7,5-

8,5

4.5-

5,5

ДРУ-

гне

эле-

менты

1,4-

1.8 Ni

0,15-

),ЗМо

1,4-

1,8 Ni

0,6-

0,9 V

0,4-

0,6 Mo

0,8-

1,2 Si

0,6-

0,9 V

0,8-

1,2 Si

0,8-

1,1 V

1,2-

1,5 Mo

0.2-

0,5 V

O.fi-

0,9 V

0.6-

0,4 Mo

Температура,

1акал-

ки

(в

масле)

830 —

860

840-

860

1000

106.0

1060

1100

1070

от-

пуска

500-

580

500-

580

400-

420

440-

460

580-

620

560-

580

650

600-

610

630-

640

Твер-

дость

HRC

45-38

45-

42-45

Область применения

Для молотовых штампов паро-

воздушных и пневматических

молотов с массой падающих

частей свыше 3 т (5ХНМ) и до

3 т (5ХНВ)

Для мелких молотовых штам-

пов;

молотовых и прессовых

вставок (толщиной или диамет-

ром до 300

—

400 мм), инстру-

мента горизонтально-ковочных

машин

при деформировании

конструкционных и жаропроч-

ных сталей

Для пресс-форм литья под дав-

лением цинковых, алюминиевых

магниевых сплавов; молотых

прессовых вставок (толщиной

или

диаметром до

200—250

мм)

при

деформировании конструк-

ционных

сталей; инструмента

для высадки заготовок из леги-

рованных конструкционных и

жаропрочных- материалов на

горизонтальных ковочных ма-

шинах

Для инструмента горячего прес-

сования

медных сплавов; пресс-

форм

литья под давлением мед-

ных сплавов

Для тяжелонагруженного прес-

сового инструмента (мелких

вставок окончательного штам-

пового ручья, мелких вставных

знаков,

матриц и пуансонов для

выдавливания и т. п.) при де-

формировании

легированных

конструкционных сталей и жа-

ропрочных сплавов

при

температуре закалки карбиды полностью не растворяются, стали со-

храняют мелкое

зерно.

При отпуске твердость дополнительно повышается

вследствие дисперсионного твердения мартенсита, но одновременно сни-

жается пластичность и вязкость. Для получения достаточной вязкости от-

пуск

проводят при повышенных температурах на твердость HRC 45

—

50,

что соответствует образованию структуры - троостит.

319

5. ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

Твердыми сплавами называют сплавы, изготовленные методом порошко-

вой металлургии и состоящие из карбидов тугоплавких металлов (W С,

TiC,

TaC), связанных кобальтом.

СССР

изготовляют твердые сплавы

трех

видов (ГОСТ

3882

— 74):

1) вольфрамовые (ВКЗ, ВК6, ВК8, ВК10 и ВК20, ВК25); 2) титановольфра-

мовые (Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12); 3) титанотанталовольфра-

мовые (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-Б, ТТ20К9) \

Структура

вольфрамовых сплавов представляет собой частицы карбида

вольфрама W С, связанные кобальтом. Титановольфрамовые сплавы со-

стоят из карбидов WC и TiC, связанных кобальтом. При высоком содер-

жании

карбида титана (Т30К4)

структура

состоит только из карбида тита-

на

и кобальта, так как вольфрам и

углерод

растворяются в карбиде

титана.

Чем меньше в сплаве ВК кобальта и мельче карбидные частицы, тем

выше износостойкость, но ниже прочность и сопротивление

ударам.

Сплавы ВКЗ, и особенно ВКЗ-М, обладающие наиболее высокой износо-

стойкостью (твердость HRC

89,5'—90

сг

изг

= ПО кгс/мм

), допускают вы-

сокую скорость резания при обработке

чугуна,

цветных металлов и неме-

таллических материалов.

Сплавы ВК4, ВК6, ВК6-М с

твердостью

HRC

88,0-90

и а

юг

= 140 -г

-н

135 кгс/мм

рекомендуются для чернового точения, фрезерования, рассвер-

ливания,

зенкерования при обработке

чугуна

жаропрочных сплавов, цветных

металлов и неметаллических материалов. Сплавы ВК8 и ВК10

обладают

меньшей износостойкостью, но более высокой эксплуатационной про-

чностью (ст

изг

= 175 -е- 165 кгс/мм

Сплав ВК8 применяют для чернового точения и

других

видов черновой

обработки (резания

чугуна,

жаропрочных сплавов и цветных металлов),

а также для волочения и калибровки

труб,

прутков и проволоки. Сплавы

ВК10, ВК15 и ВК25 предназначаются для изготовления быстроизнашиваю-

щихся деталей. Эти сплавы характеризуются высокой эксплуатационной

прочностью, но сравнительно низкой износостойкостью.

Наивысшей

для титановольфрамовых сплавов износостойкостью и до-

пустимой скоростью резания при пониженной эксплуатационной прочно-

сти (ст

изг

= 95 кгс/мм

)

обладает

сплав ТЗОК4. У сплавов Т15К6, Т5К10

эксплуатационная прочность выше, а износостойкость и допустимая ско-

рость резания ниже. Титановольфрамовые сплавы применяют для чистого

(Т30К4) и чернового (Т15К6, Т5К10) точения, фрезерования и строгания

стали. Твердость сплавов HRC

92-87.

Сплав ТТ10К8-Б при умеренной износостойкости

обладает

высоким со-

противлением

ударам

и хорошей эксплуатационной прочности (а,

= 130

В марках первые буквы обозначают

группу,

к которой относится сплав (ВК - вольфра-

мовая,

Т — титановольфрамовая, ТТ — тптанотанталовальфрамовая), цифры в вольфрамовой

группе — количество кобальта, первые цифры в тнтановольфрамовой группе — количество кар-

бида титана, а вторые цифры — количество кобальта. Первые цифры в планотанталовольфра-

мовой группе — количество карбидов титана и тантала, а вторые цифры — количество кобаль-

та. Если в марке стоит буква М (ВК6 — М), сплавы изготовлены из мелких порошков, если

буква В (ВК4-В), — из крупнозернистого карбида вольфрама. Если в марке буквы ОМ,— сплавы

изготовлены из особо-мелких порошков, а ВК — из особо крупного карбида вольфрама.

320