1.2.2. Твердые сплавы

В деревообработке применяют труднообрабатываемые древесные материалы: древесностружечные и древесноволокнистые плиты, древесно-слоистые пластики, фанеру, клееную древесину. Наличие синтетических связующих, органических и минеральных наполнителей приводит к тому, что обработка этих материалов инструментом из инструментальных сталей малоэффективна. Для обработки таких древесных материалов в основном применяют инструмент, оснащенный твердым сплавом.

Твердые сплавы представляют собой тугоплавкие, износостойкие материалы повышенной твердости. Они делятся на металлокерамические н литые сплавы. Такое деление обусловлено назначением, составом, физико-химическими свойствами и технологией изготовления. Металлокерамические твердые сплавы получают методом порошковой металлургии. Основой сплавов являются зерна карбидов вольфрама, титана,тантала и в качестве связки используется кобальт.
Процесс изготовления металлокерамических твердых сплавов включает следующие основные операции: смешивание порошков карбидов и кобальта, прессование с получением заготовок необходимых формы и размеров, спекание сформированных заготовок при высокой температуре в защитных средах.

Вольфрамокобальтовые твердые сплавы. Для изготовления дереворежущего инструмента применяют вольфрамокобальтовые твердые сплавы, так как они обладают достаточной износостойкостью и более высокими механическими свойствами. Сплавы этой группы состоят из карбидов вольфрама и кобальта. Они обозначаются буквами ВК. Цифра, стоящая в конце обозначения, указывает на содержание кобальта в процентах. Так, марка сплава ВК6 означает, что он содержит кобальта 6%., карбидов вольфрама 94% (без учета примесей). В зависимости от величины зерна карбидов вольфрама сплавы подразделяют на крупнозернистые (после цифры в конце обозначения марки сплава ставится буква К), нормальной зернистости (в обозначении буква отсутствует), мелкозернистые (обозначаются буквой М), особомелкозернистые (обозначаются ОМ). Величина зерен карбидов вольфрама составляет в среднем: крупнозерниcтых 3… 5 мкм, нормальной зернистости 1,5… 3 мкм, мелкозернистых 0,5 . 1,5 мкм, особомелкозернистых меньше I мкм/p. Содержание основной фракции должно быть не менее 50%. В конце обозначения марки иногда дополнительно вводится буква, указывающая на особенности технологического процесса производства. Например, в сплаве ВК8-В буква В показывает, что изделия из этого сплава спекаются в атмосфере водорода.

Марки твердых сплавов регламентированы ГОСТ 3882—74. Основные свойства некоторых сплавов группы ВК приведены в табл. 5.

5. Свойства вольфрамокобальтовых сплавов

Из табл. 5 видно, что при увеличении содержания кобальта повышаются механические свойства (прочность на изгиб) и одновременно сни¬жается твердость сплавов. С другой стороны, нэ приведенных марок сплав ВКЗ характеризуется наибольшей износостойкостью. По мере увеличения содержания кобальта и соответствующего уменьшения содержания карбидов износостойкость сплавов уменьшается.

Стойкость дереворежущего инструмента, оснащенного различными марками твердого сплава, в относительных единицах по результатам экспериментальных работ ВНИИинструмента характеризуется следующими коэффициентами; ВК15—1,0; В КЗ—1,4 … 1,6; В Кб—1,6 … 2,0. При этом необходимо иметь в виду, что с уменьшением содержания кобальта ухудшаются условия пайки.

Выбор марки твердого сплава для дереворежущего инструмента зависит от многих факторов; обрабатываемого материала, объемов меха¬нической обработки, типа инструмента, угловых параметров, режимов резания и т.д. Перспективным направлением является применение для дереворежущего инструмента мелкозернистых и особомелкозернистых.

Для изготовления дисковых пил, предназначенных для обработки древесностружечных и древесноволокнистых плит, фанеры и клееной древесины рекомендуется твердый сплав ВК15, для изготовления фрез, оснащенных ножами с напаянными пластинами, концевых фрез и сверл, предназначенных для тех же целей,— сплавы ВК8 н ВК15, для изготовления фрез с механическим креплением неперстачиваемых пластин, предназначенных для обработки древесностружечных плит, облицованных синтетическими материалами и бумажно-слоистым пластиком,—ВК6 и ВК8, дли изготовлении дисковых пил, предназначенных для этих же целей,— сплав ВК6.

За рубежом для изготовления дереворежущего инструмента также применяются сплавы вольфрамокобальтовой группы марок К05 … К40. Отечественным маркам твердых сплавов соответствуют по международной классификации ИСО следующие марки: ВКД ВКЗМ —К01; ВК60М— К05; ВК6М — К10; В Кб; ВК4 — К20; ВК8; ВК4-К30; ВК8, BK1S —К40.
Для

дереворежущего инструмента выпускают твердосплавные пластины различных форм и размеров, которые регламентированы ГОСТ 13833—77 и ГОСТ 13834—77, поставляются заводами-изготовителями пластин по фондам. Для получения пластин, форма и размеры которых оговорены в технических условиях ТУ 48-19-304—81, предприятие-потребитель обязано дополнительно представить заводу-изготовителю пресс-формы для изготовления пластин. Марка твердого сплава не зависит от формы пластин. Технические требования на пластины по ГОСТ 4872—75.

Твердосплавные пластины формы 01D предназначены для изготовления дисковых пил, формы 04D — ножей к цилиндрическим, сборным, пазовым и концевым фрезам, чашечным сверлам, 05D — ножей и фрез, 06D — пазовых и концевых фрез, 07D и 08D — ножей к сборным фасонным фрезам, 09D и 038D — однозубых концевых фрез. 010D и 011D — чашечных сверл, 023D. 024D, 027D, 028D, 032D, 033D и 034D — ножей к сборным фасонным фрезам, 035D и 039D — цилиндрических сборных фрез с механическим креплением, 036D и 037D — спиральных сверл.