В настоящее время для скоростного резания металлов применяют инструмент, оснащенный твердыми сплавами. Рабочая температура резания инструмента из твердых сплавов до 800–1000°С.
Твердость металлокерамических твердых сплавов очень высокая, т. к. эти сплавы состоят из 90–95% карбидов (остальное – кобальтовая связка), обладающих исключительно высокой твердостью, поэтому спеченные детали из твердых сплавов нельзя подвергать никакой другой механической обработке, кроме шлифования.
Инструмент не изготавливают целиком из твердого сплава – из него изготавливают лишь режущую часть; пластинку из твердого сплава прикрепляют к державке из обычной конструкционной или инструментальной стали.
Подобным образом сейчас изготавливают резцы и многие другие металлорежущие инструменты высокой производительности (фрезы, сверла и т. д.).
При высокой твердости твердый сплав обладает повышенной хрупкостью и малой прочностью в отношении растягивающих напряжений. При работе с ударами и толчками твердый сплав выкрашивается и в таких условиях не обладает высокой стойкостью.
Как видно из диаграммы, приведенной на рис. 3.4, рабочая температура резания инструмента из твердых сплавов может быть увеличена до 800–1000°С, тогда как для инструмента из быстрорежущей стали разогрев режущей кромки выше 650°С недопустим.
Значит, имея инструмент из твердых сплавов, можно работать на более высоких скоростях резания, чем с инструментом из быстрорежущей стали, хотя при меньшей подаче.
Твердый сплав изготовляется методами порошковой металлургии. Для изготовления твердых сплавов порошки карбидов вольфрама и титана смешивают со связующим веществом (кобальтом), прессуют в формах и тем самым придают изделию соответствующую внешнюю форму, затем подвергают спеканию при высокой температуре (1500–2000°С). В результате получается изделие, состоящее из карбидных частиц, связанных кобальтом. Такая технология не обеспечивает получения совершенно плотного изделия, в нем имеются поры, занимающие объем до 5%.
При высокой твердости твердый сплав обладает повышенной хрупкостью и малой прочностью в отношении растягивающих напряжений. Придавая соответствующую форму инструментам, подбирая режимы резания, этот недостаток твердого сплава хотя и устраняется, но не полностью. При работе с ударами и толчками твердый сплав выкрашивается и в таких условиях не обладает высокой стойкостью.
В табл. 3.14 приведены составы и некоторые свойства стандартных твердых сплавов.
Таблица 3.14