Типичные материалы для твердосплавных инструментов

Добавление TaC (NbC) в твердые сплавы является эффективным методом повышения их характеристик. В сплавах TiC/Ni/Mo замена части TiC на карбиды, такие как WC и TaC, которые обеспечивают лучшую ударную вязкость, улучшает характеристики твердого сплава и расширяет область его применения. Добавление WC и TaC улучшает:

● Прочность
● Модуль упругости
● Устойчивость к пластической деформации
● Прочность на высокие температуры

Это также улучшает теплопроводность и термостойкость, делая инструмент более подходящим для прерывистой резки. В сплавах WC-Co характеристики можно улучшить, добавив от 0,5% до 3% (массовая доля) карбидов, таких как TaC, NbC, Cr3C2, VC, TiC или HfC. Основные цели включают:

● Очистка зерна
● Сохранение однородной кристаллической структуры без существенной перекристаллизации
● Повышение твердости и износостойкости без ущерба для прочности.

Кроме того, эти добавки улучшают следующие характеристики:

● Твердость при высоких температурах
● Прочность на высокие температуры
● Устойчивость к окислению

В процессе резки образуется прочная самокомпенсирующаяся оксидная пленка, которая препятствует адгезионному и диффузионному износу при обработке определенных металлов или сплавов. Это повышает износостойкость инструмента и увеличивает его способность противостоять износу в виде кратеров и износу боковой поверхности. Эти преимущества становятся более выраженными по мере увеличения содержания кобальта в твердосплавном материале.

● Твердосплав с содержанием TaC (NbC) от 1% до 3% (по массе) позволяет обрабатывать различные виды чугуна, включая сверхтвердый чугун и легированный чугун.
● Низкокобальтовые сплавы с содержанием TaC (NbC) от 3% до 10% (по массе), такие как YG6A, YG8N и YG813, универсальны. Они позволяют обрабатывать:

Закалённый чугун
Ковкий чугун
Цветные металлы
Труднообрабатываемые материалы, такие как нержавеющая сталь, закаленная сталь и высокотемпературные сплавы.

Эти сплавы обычно известны как сплавы общего назначения (YW). Соответствующее увеличение содержания кобальта повышает прочность и ударную вязкость этого типа твердых сплавов, что делает их пригодными для черновой обработки и прерывистой резки труднообрабатываемых материалов. Области применения включают:

● Очистка крупных стальных отливок и поковок от внешней оболочки.
● Токарная, строгальная и фрезерная обработка аустенитной стали и жаростойких сплавов
● Обработка с большими углами заточки, большими режущими кромками и средними или низкими скоростями
● Черновая токарная обработка на автоматических, полуавтоматических и многоинструментальных токарных станках
● Производственные сверла, зубофрезы и другие инструменты с высокой прочностью режущей кромки**

В сплавах WC-TiC-Co избыточное содержание TiC повышает чувствительность к термическому растрескиванию, что приводит к большей хрупкости. Добавление TaC в сплавы WC-Ti-Co с низким содержанием TiC и высоким содержанием кобальта улучшает:

● Прочность
● Термостойкость
● Устойчивость к окислению

В то время как TiC снижает термостойкость, TaC компенсирует это, делая сплав пригодным для фрезерования. Более дешевые альтернативы, такие как NbC или карбиды Hf-Nb (массовая доля: Hf-60%, Nb-40%), могут заменить TaC. В сплавах TiC-Ni-Mo одновременное добавление TiN, WC и TaC значительно улучшает:

● Твердость
● Прочность на изгиб
● Устойчивость к окислению
● Теплопроводность

при высоких температурах (900–1000 °C).