ЧТО ТАКОЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫЕ ПЛАСТИНЫ?

Пользователи металлорежущих станков обычно работают и с твердосплавными пластинами. Они существенно влияют на обработку. Почему такие маленькие элементы столь важны для точного резания металла?

Статья объясняет основы твердосплавных пластин, их виды, применение и выбор под проект.

Твердосплавные пластины режут чугун, сталь, алюминий и жаропрочные сплавы. Не все эти материалы пластичны. Подходящие марки и режимы обеспечивают производительную точную обработку.

Твердосплавные пластины обычно объединяют карбид вольфрама с металлической связкой. Использовать можно лишь предусмотренные конструкцией кромки и поверхности; не каждую пластину можно перевернуть, а повреждённые кромки нельзя повторно применять.

Эти свойства делают твердосплавные пластины подходящими для тяжёлой промышленной обработки, обеспечивая точность, эффективность и стабильность.

Твердосплавные пластины разнообразны и классифицируются по материалу, форме — геометрии — и назначению.

Здесь рассмотрим основные виды по материалу:

Материалы на основе карбида титана обычно называют керметами. Твёрдые фазы и металлические связки зависят от марки; никель и молибден не являются универсальным рецептом связки.

Пластины на основе карбида титана имеют необходимую базовую вязкость, но уступают по ней вольфрамовым твёрдым сплавам.

WC-Co сочетает твёрдые частицы карбида вольфрама с металлической связкой, богатой кобальтом. Твёрдость и вязкость зависят от состава и микроструктуры; твёрдая фаза — карбид вольфрама, а не элементарный вольфрам.

Сочетание этих свойств и универсальности делает вольфрамокобальтовые пластины наиболее распространёнными.

Марки с карбидом вольфрама, кобальтовой связкой и карбид титана (TiC) имеют свойства, определяемые полным составом и микроструктурой. Одно присутствие TiC не задаёт универсальной скорости или износостойкости.

Выбирайте марку по данным применения и режимам, не предполагая, что любая такая пластина лучше работает при высокой температуре.

Некоторые марки твёрдого сплава содержат карбид тантала (TaC) в составе. Работа зависит от полной марки; одна добавка не определяет максимальную твёрдость, стойкость к термоударам или пригодность для наивысших скоростей.

Проверяйте материал и рабочие пределы конкретной марки; ни один состав не подходит для всех сложных промышленных задач.

Твердосплавные пластины важны для современного высокоскоростного производства. Чем они ценны и почему нужны специалистам CNC и изготовителям инструмента?

Ответы связаны с высокой эффективностью твердосплавных пластин в современной обработке. Она обусловлена определённым набором их полезных свойств.

• Высокая твёрдость: 

Твёрдость сплава зависит от марки и метода измерения. HRA 89–93 не является характеристикой каждой пластины; числа Роквелла нельзя трактовать как линейное отношение, доказывающее твёрдость в три-четыре раза выше HSS.

Твёрдый сплав сохраняет полезную твёрдость при повышенных температурах, но всё же размягчается и изнашивается; рабочий диапазон зависит от марки и условий.

• Повышенная вязкость: 

Высокая твёрдость карбида вольфрама сопровождается большей хрупкостью и меньшей вязкостью, чем HSS — быстрорежущая сталь. Поэтому в структуру пластины включают кобальт как связку.

При сопоставимом зерне WC увеличение связки обычно повышает вязкость, влияя на твёрдость и сопротивление деформации. Следует учитывать также размер зерна, состав связки и всю конструкцию марки.

• Износостойкость:

Износостойкость сравнивают в определённых условиях. Заявленное преимущество в 5–100 раз над HSS здесь не подкреплено условиями испытаний и не должно использоваться как общая характеристика.

Благодаря этому твердосплавные пластины подходят для высокоскоростного резания и длительно сохраняют режущие свойства, особенно в абразивных материалах.

• Высокая теплостойкость:

Твердосплавные пластины сохраняют твёрдость при повышенных температурах благодаря теплостойкости. Эту способность часто называют «красностойкостью» или «Горячая твёрдость.”

Указанные 760°C и 1000°C не являются универсальными безопасными пределами твердосплавных пластин. Используйте данные поставщика марки, а не гарантированные пороги сохранения твёрдости.

Знать твердосплавные пластины и материаловедение важно, но понимать применение может быть ещё важнее. Где они используются и какие проблемы решают?

Для точной обработки высокопрочных материалов, например титана, авиакосмическая отрасль широко использует твердосплавные пластины благодаря стойкости к высокому нагреву при срезании материала.

Например, обработка турбинной лопатки из Inconel, трудного никелевого жаропрочного сплава, выделяет много тепла. Такой нагрев может быстро изнашивать инструмент.

Марка твёрдого сплава, разработанная для конкретного жаропрочного сплава, может подойти. Проверяйте стойкость и режимы в реальной операции; она не обязательно долговечнее всех альтернатив.

Как и в авиации, они важны в автомобилестроении. Типична обработка привалочной плоскости чугунного блока двигателя, требующая высокой скорости для большого объёма выпуска.

Когда стойкость оказывается ниже ожидаемой, частые смены вызывают неплановые простои и снижают выпуск, создавая проблемы руководителю производства.

Подходящие марки и плановая смена кромок помогают управлять временем работы. Стойкость нужно контролировать; ни её предсказуемость, ни отсутствие внеплановых простоев не гарантированы.

Твердосплавные пластины играют важную роль в промышленной части здравоохранения, например при изготовлении костных винтов.

Костные винты могут изготавливаться из разных заданных имплантационных материалов; нержавеющая сталь 316L — одно возможное семейство материалов, а не универсальное требование. Соответствие определяется конструкцией изделия, спецификацией материала, управлением изготовлением и проверками, а не только точением с ЧПУ.

Подходящая острая кромка и контролируемые режимы уменьшают заусенцы. Проверяйте готовые элементы и выполняйте нужную зачистку; один твёрдый сплав не гарантирует отсутствия заусенцев и малых допусков.

Твердосплавные пластины важны для обычных производственных задач, включая фрезерование, точение и сверление.

Универсальность пластин особенно ценна для малых и средних мастерских. Например, экономичное изготовление фланцев из мягкой стали требует решения и для черновой, и для чистовой обработки.

Твердосплавные пластины решают эту задачу: они экономичны, универсальны и повышают производительность благодаря стойкости.

Трудно выбрать правильную твердосплавную пластину для проекта? Мы подготовили понятный список факторов выбора твердосплавной пластины.

Ниже приведена таблица выбора:

К этому месту вы, вероятно, уже заметили преимущества твердосплавных пластин. Для краткости снова выделим основные причины их применения.

• Повышенный съём материала: Подходящие пластины обеспечивают производительное резание. Достижимый съём зависит от материала, геометрии, станка и режимов.

• Лучшее качество поверхности: Подходящая геометрия и стабильные режимы обеспечивают нужную поверхность; твердосплавная пластина не улучшает её автоматически.

• Большая стойкость инструмента: Твёрдый сплав может обеспечить полезную стойкость в подходящих условиях. Заявленное преимущество 10x перед HSS требует определённых сравнительных испытаний и не является общей гарантией.

• Теплостойкость: Твёрдые сплавы обладают полезной красностойкостью, но у каждой марки есть пределы. Выбирайте по проверенным данным, а не предполагайте пригодность для любой высокотемпературной операции.

Найти качественные твердосплавные пластины бывает трудно, особенно при множестве низкокачественных предложений.

Чтобы не купить некачественные пластины, которые увеличат затраты и снизят производительность, приобретайте их у Wuxi Sundi Precision Tools, ведущего производителя качественных пластин и режущих инструментов высокого класса.

Для выбора согласуйте марку и геометрию с задачей. Уточните требования у поставщика, прежде чем признавать пластину подходящей.

Свяжитесь с нами сегодня чтобы обсудить задачу со специалистами и бесплатно получить предложение на качественные пластины. Сделайте первый шаг к расширению производства!