Титановольфрамовые пластины: характеристики и применение
Титановольфрамовые пластины это высокоплотный листовой материал, получаемый методом порошковой металлургии с последующей горячей прокаткой. Основу сплава составляет карбид вольфрама (WC) с кобальтовой связкой, легированный карбидом титана (TiC). Такая композиция обеспечивает повышенную твердость по шкале Роквелла (HRA от 89 до 92) и сохраняет ударную вязкость при высоких температурах эксплуатации.
В отличие от стандартных твердосплавных пластин, титановольфрамовые модификации демонстрируют пониженную склонность к диффузионному износу при обработке сталей с длинной стружкой. Это достигается за счет образования на поверхности оксидной пленки TiO, которая снижает адгезию обрабатываемого материала к режущей кромке.
Технические параметры
Структура материала характеризуется равномерным распределением карбидных зерен размером от 1 до 3 мкм в кобальтовой матрице. Плотность сплава составляет от 11,5 до 13,5 г/см в зависимости от содержания TiC. Предел прочности при изгибе достигает от 1500 до 1900 МПа, что позволяет использовать пластины в условиях прерывистого резания.
Температурный диапазон применения ограничен значениями от 30 до +900 C. При превышении верхнего порога наблюдается интенсивная диффузия кобальта из связующей фазы, что приводит к снижению твердости и преждевременному выходу инструмента из строя.
| Марка | Содержание TiC, % | Плотность, г/см | Твердость HRA | Прочность на изгиб, МПа |
|---|---|---|---|---|
| Т30К4 | 30 | 12,2 | 90 | от 1600 до 1700 |
| Т15К6 | 15 | 11,5 | 89 | от 1700 до 1800 |
| Т5К10 | 5 | 13,5 | 88 | от 1800 до 1900 |
Геометрические исполнения
Пластины поставляются в форме прямоугольных, квадратных и ромбических заготовок. Толщина варьируется от 2 до 12 мм, длина от 50 до 300 мм. Допуск плоскостности составляет не более 0,05 мм на 100 мм длины. Шероховатость рабочих поверхностей Ra не превышает 0,4 мкм после шлифовки.
Для крепления механическим способом предусмотрены отверстия с фаской под винты, соответствующие стандартам ISO 3364 и ISO 3365. Стружколомные канавки формируются на этапе прессования и не требуют дополнительной заточки перед установкой.
Области применения
Титановольфрамовые пластины востребованы в операциях точения, фрезерования и растачивания конструкционных и легированных сталей. Основные сферы использования:
- токарная обработка валов, шестерен и корпусных деталей в машиностроении;
- фрезерование плоскостей и пазов на обрабатывающих центрах с ЧПУ;
- растачивание отверстий в гидроцилиндрах и пневмоаппаратуре;
- чистовое точение нержавеющих сталей аустенитного класса;
- обработка серого и высокопрочного чугуна на повышенных скоростях резания.
Оптимальные режимы резания для марки Т15К6 при точении стали 45: скорость резания от 120 до 180 м/мин, подача от 0,1 до 0,3 мм/об, глубина резания от 0,5 до 4 мм. Для чистовых операций рекомендуется увеличивать скорость до 220 м/мин при уменьшении подачи до 0,08 мм/об.
Особенности эксплуатации
При выборе геометрии пластины учитывают жесткость технологической системы. Для обработки на станках с пониженной жесткостью применяют пластины с усиленной режущей кромкой и отрицательным передним углом. В условиях вибраций рекомендуется использовать пластины с радиусом при вершине от 0,8 до 1,2 мм.
Смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе допустимы, однако при высоких температурах в зоне резания предпочтительнее масляные СОЖ, обеспечивающие лучший отвод тепла и снижающие термические нагрузки на режущую кромку.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем титановольфрамовые пластины отличаются от вольфрамокобальтовых?
Наличие карбида титана в составе повышает твердость при высоких температурах и снижает диффузионный износ при обработке сталей. Вольфрамокобальтовые марки (ВК) предпочтительны для чугуна и цветных металлов, где адгезионный износ менее критичен.
Какая марка подходит для чернового точения поковок?
Для черновой обработки с неравномерным припуском применяют марку Т5К10, обладающую повышенной ударной вязкостью. Толщина пластины должна быть не менее 6 мм для компенсации ударных нагрузок.
Допустима ли заточка титановольфрамовых пластин?
Пластины со стружколомными канавками не перетачиваются. Пластины без канавок можно затачивать алмазными кругами на станках с охлаждением, но количество переточек ограничено толщиной тела пластины.
Какой радиус при вершине выбрать для чистовой обработки?
Для чистовых операций с подачей до 0,15 мм/об оптимален радиус от 0,4 до 0,8 мм. Больший радиус увеличивает радиальную составляющую силы резания и может вызвать вибрации при тонких стенках детали.
