Победитовые пластины ВК3М: твердосплавные вставки для оснастки и износостойких узлов
Победитовые пластины ВК3М — сменные твердосплавные элементы, изготовленные методом порошковой металлургии из смеси карбида вольфрама (WC) и кобальтовой связки. Обозначение «ВК3М» расшифровывается как вольфрамокобальтовый сплав с массовой долей кобальта 3 % и модифицированной мелкозернистой структурой карбидной фазы. Именно низкое содержание связующего металла в сочетании с размером зерна WC порядка 0,8–1,5 мкм обеспечивает сочетание высокой твёрдости и умеренной ударной вязкости, что отличает ВК3М от более пластичных марок ВК8 или ВК15.
Технические характеристики и структура
Сплав ВК3М относится к группе мелкозернистых вольфрамокобальтовых твердых сплавов. Модификация «М» подразумевает легирование карбидом тантала (TaC) или карбидом хрома (Cr3C2) в количестве 0,3–0,8 %, что тормозит рост зерна при спекании и повышает теплостойкость режущей кромки. Пластины выпускаются в виде многогранных неперетачиваемых вставок (СМП), прямоугольных брусков, пластин для пайки и фасонных заготовок под конкретную оснастку.
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля кобальта | 3,0–3,4 | % | ГОСТ 20017 | связка Co |
| Твёрдость по Виккерсу | 1550–1750 | HV | ГОСТ 20017 | при нагрузке 30 кгс |
| Предел прочности при изгибе | 1400–1700 | МПа | ГОСТ 20019 | трёхточечный изгиб |
| Размер зерна WC | 0,8–1,5 | мкм | металлография | мелкозернистая структура |
| Плотность | 14,8–15,1 | г/см | гидростатика | — |
| Теплостойкость | 800–900 | C | справочная | без потери режущих свойств |
Области применения
Благодаря повышенной износостойкости и способности сохранять кромку при знакопеременных нагрузках, пластины ВК3М востребованы в узлах, где преобладает абразивный износ, а не удар. Типовые направления использования:
- Оснастка для чистового и получистового точения серого чугуна, высокопрочных чугунов и цветных сплавов на токарных станках с ЧПУ.
- Рабочие элементы волочильных станов и фильер для протяжки проволоки из стали и цветных металлов.
- Пластины для бурового инструмента по породам средней крепости, оснастка перфораторов в горнодобывающей отрасли.
- Износостойкие вставки в штампах холодной листовой штамповки, матрицы и пуансоны вырубных штампов.
- Направляющие элементы и вкладыши в узлах трения металлорежущего оборудования, работающих без интенсивной смазки.
- Оснастка для обработки композиционных материалов и стеклопластиков на фрезерных и сверлильных операциях.
Эксплуатационные особенности
Сплав ВК3М чувствителен к ударным нагрузкам: при работе с прерывистыми поверхностями и литейной коркой рекомендуется применять марки с большим содержанием кобальта (ВК8, ВК10). Пайка пластин к стальным державкам выполняется припоями на основе меди (Л63, ПСр-40) с нагревом до 700–750 C; перегрев выше 900 C вызывает рост зерна и снижение твёрдости. Заточка и доводка производятся алмазными кругами зернистостью 63/50–28/20 мкм с обязательным охлаждением. При соблюдении режимов резания (скорость 80–150 м/мин для чугуна, подача 0,1–0,3 мм/об) стойкость пластин ВК3М превышает стойкость стандартных марок ВК6 в 1,5–2 раза на чистовых операциях.
Вопросы и ответы
Чем ВК3М отличается от ВК3?
Модификация «М» предполагает мелкозернистую структуру карбида вольфрама и микролегирование карбидами тантала или хрома. Это повышает твёрдость на 50–100 HV и теплостойкость по сравнению с базовым сплавом ВК3.
Можно ли использовать пластины ВК3М для чернового точения?
Не рекомендуется. Низкое содержание кобальта (3 %) снижает ударную вязкость. Для черновых операций с прерывистой нагрузкой применяют сплавы ВК8–ВК15 или TiC-содержащие марки.
Какой припой подходит для пайки ВК3М?
Применяются медно-цинковые (Л63) и серебряные (ПСр-40, ПСр-45) припои с флюсами на основе буры. Температура пайки — 700–750 C, нагрев равномерный, без локального перегрева кромки.
Как контролируется качество пластин ВК3М?
По ГОСТ 20017 и ГОСТ 20019 проверяются твёрдость, плотность, предел прочности при изгибе и отсутствие внутренних дефектов (поры, трещины) методом металлографии и ультразвуковой дефектоскопии.
