Пластины из сплавов с износостойким покрытием ГОСТ 19050-80 в Минске


Пластины из сплавов с износостойким покрытием ГОСТ 19050-80: характеристики и применение

Пластины из сплавов с износостойким покрытием по ГОСТ 19050-80 — это сменные режущие и быстроизнашиваемые элементы, изготовленные из твёрдых спечённых сплавов, на поверхность которых нанесён упрочняющий слой. Стандарт регламентирует марки сплавов, геометрические параметры, твёрдость и методы контроля. Покрытие формируется методами CVD (химическое осаждение из газовой фазы) или PVD (физическое осаждение) и обеспечивает повышение стойкости к абразивному изнашиванию в 2–5 раз по сравнению с непокрытыми пластинами.

Конструктивные особенности и материалы

Основа пластин — вольфрамокобальтовые (WC–Co), титановольфрамокобальтовые (WC–TiC–Co) и титанотанталовольфрамокобальтовые сплавы. Износостойкое покрытие представляет собой многослойную композицию на базе нитрида титана (TiN), карбонитрида титана (TiCN), оксида алюминия (AlO) или нитрида титана-алюминия (TiAlN). Толщина слоя — 2–12 мкм. Покрытие наносится при температуре 450–1050 C в зависимости от метода, что обеспечивает высокую адгезию к подложке и устойчивость к термоциклическим нагрузкам.

Пластины выпускаются в виде многогранных неперетачиваемых вставок (СМП) с отверстиями и без, а также в форме прямоугольных и ромбических пластин для отрезных и канавочных резцов. Крепление осуществляется механическим прижимом через центральное отверстие или прихватом. Посадочные размеры и допуски соответствуют требованиям ГОСТ 19050-80.

Технические параметры

Марка сплаваПокрытиеТвёрдость HRAТолщина слоя, мкмМакс. температура резания, C
ВК6TiN88,5–90,53–5700
ВК8TiCN87,5–89,54–8800
Т5К10TiN–AlO89,0–91,05–10900
Т15К6TiAlN90,0–92,02–61000
ВК10-ХОМTiN–TiCN–AlO87,0–89,06–12950

Области применения

  • Токарная обработка заготовок из конструкционных и легированных сталей на станках с ЧПУ, включая черновое и получистовое точение.
  • Фрезерование поверхностей корпусных деталей из чугуна и цветных сплавов на вертикально-фрезерных и обрабатывающих центрах.
  • Отрезка и канавочная обработка трубной заготовки на отрезных станках и труборезных линиях.
  • Обработка деталей из нержавеющих и жаропрочных сталей в авиастроении и энергомашиностроении.
  • Изготовление быстроизнашиваемых элементов штамповой оснастки, матриц и пуансонов для холодной листовой штамповки.
  • Оснащение горнодобывающего оборудования: зубков, резцов, элементов бурового инструмента, работающих в условиях абразивного износа.

Условия эксплуатации и стойкость

Пластины с покрытием TiN эффективны при непрерывном резании с обильным охлаждением СОЖ на скоростях 150–300 м/мин. Многослойные покрытия TiCN–AlO применяются при прерывистом резании и высоких тепловых нагрузках, характерных для обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе. Покрытие TiAlN сохраняет твёрдость до 1000 C, что позволяет работать без охлаждения на высокоскоростных режимах. Износ покрытия контролируется по критерию фаски износа по задней поверхности — предельная величина 0,3–0,6 мм в зависимости от операции.

При работе в условиях ударных нагрузок рекомендуется применять пластины с покрытием TiN–TiCN–AlO на подложке ВК10-ХОМ, обеспечивающей повышенную трещиностойкость. Для чистовых операций оптимальны пластины Т15К6 с TiAlN, дающие низкую шероховатость обработанной поверхности Ra 0,8–1,6 мкм.

Вопросы и ответы

Какие марки сплавов входят в ГОСТ 19050-80?

Стандарт охватывает вольфрамокобальтовые (ВК6, ВК8, ВК10-ХОМ), титановольфрамокобальтовые (Т5К10, Т15К6) и титанотанталовольфрамокобальтовые спечённые сплавы, выпускаемые в виде сменных многогранных пластин с износостойким покрытием.

Какой тип покрытия выбрать для обработки нержавеющей стали?

Для нержавеющих и жаропрочных сталей оптимально покрытие TiAlN толщиной 2–6 мкм на сплаве Т15К6: оно сохраняет твёрдость до 1000 C и снижает адгезионный износ при высоких скоростях резания.

Какова предельная толщина износостойкого покрытия по ГОСТ 19050-80?

Толщина покрытия варьируется от 2 до 12 мкм в зависимости от метода нанесения и марки сплава. Многослойные композиции TiN–TiCN–AlO достигают 12 мкм, однослойные TiN — 3–5 мкм.

При каких температурах сохраняется работоспособность пластин с покрытием?

Рабочий диапазон определяется типом покрытия: TiN — до 700 C, TiCN — до 800 C, TiN–AlO — до 900 C, TiAlN — до 1000 C. Превышение температуры ведёт к отслоению покрытия и ускоренному износу подложки.