Твердосплавная смесь порошка Т30К4: состав и применение
Твердосплавная смесь порошка Т30К4 — это готовый к прессованию порошковый материал на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой, предназначенный для изготовления режущего инструмента методом порошковой металлургии. Содержание карбида вольфрама составляет 94 %, кобальта — 6 %, что соответствует маркировке: буква «Т» указывает на наличие карбида титана, цифра «30» — на его массовую долю в процентах, «К4» — на содержание кобальта. Фактически в состав Т30К4 входит 66 % карбида вольфрама, 30 % карбида титана и 4 % кобальта.
Порошковая смесь Т30К4 отличается высокой твёрдостью после спекания — 92,0–93,5 HRA, что достигается за счёт значительной доли карбида титана, обеспечивающего повышенную износостойкость при высоких температурах резания. Предел прочности при изгибе спечённого сплава составляет 950–1050 МПа, плотность — 9,5–9,8 г/см. Теплопроводность материала ниже, чем у двухкарбидных сплавов группы ВК, что ограничивает его применение при прерывистом резании, но компенсируется высокой красностойкостью до 900–950 C.
Технология производства и контроль параметров
Смесь Т30К4 поставляется в виде гранулированного порошка с размером частиц 0,5–2,0 мкм, что обеспечивает равномерное распределение карбидной фазы в кобальтовой связке. Перед прессованием рекомендуется проводить пластификацию — введение синтетического каучука или парафина в количестве 1,5–2,5 % для повышения прочности сырого брикета. Формовка выполняется при удельном давлении 100–150 МПа, после чего заготовки подвергаются предварительному спеканию при 800–900 C и окончательному спеканию в вакууме или водороде при 1400–1450 C.
Контроль качества готовой смеси включает определение насыпной плотности (3,5–4,5 г/см), текучести по ГОСТ 20899, гранулометрического состава и содержания свободного углерода. Отклонение массовой доли кобальта не должно превышать 0,2 %, карбида титана — 0,5 %. Химический состав контролируется рентгенофлуоресцентным анализом на каждой партии.
Применение в металлообработке
Сплав Т30К4 ориентирован на чистовую и получистовую обработку легированных и углеродистых сталей, а также серого чугуна. Основные области применения:
- чистовое точение закалённых сталей твёрдостью до 60 HRC на токарных станках с ЧПУ;
- растачивание отверстий в корпусных деталях из стали 40Х, 45, 20Х13;
- нарезание резьбы метчиками и резьбовыми резцами на повышенных скоростях резания;
- чистовое фрезерование плоскостей торцевыми фрезами со вставными ножами;
- обработка жаропрочных и нержавеющих сталей аустенитного класса при непрерывном резании.
Рекомендуемые режимы резания для точения стали 45: скорость резания 150–250 м/мин, подача 0,05–0,15 мм/об, глубина резания 0,3–1,5 мм. При обработке закалённых сталей скорость снижается до 60–120 м/мин. Инструмент из Т30К4 не применяется для ударных нагрузок, обработки с ударами и прерывистого резания из-за повышенной хрупкости.
Сравнение с другими марками
| Марка | Состав (WC/TiC/Co), % | Твёрдость HRA | Прочность при изгибе, МПа | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| Т30К4 | 66/30/4 | 92,0–93,5 | 950–1050 | Чистовое точение сталей |
| Т15К6 | 79/15/6 | 90,0–91,5 | 1150–1250 | Получистовое точение сталей |
| Т5К10 | 85/5/10 | 88,5–89,5 | 1350–1450 | Черновое точение сталей |
| ВК6 | 94/0/6 | 88,0–89,0 | 1350–1450 | Обработка чугуна и цветных металлов |
По сравнению с Т15К6 смесь Т30К4 обеспечивает более высокую твёрдость и износостойкость, но уступает по прочности и вязкости. Это делает её предпочтительной для финишных операций с малыми сечениями среза, где решающим фактором является стойкость инструмента по задней поверхности. Для черновых операций с ударными нагрузками следует выбирать сплавы группы Т5К10 или ВК8.
Особенности заказа и хранения
Смесь поставляется в герметичных барабанах или полиэтиленовых мешках массой 10–50 кг. Срок хранения при соблюдении условий (температура 15–25 C, относительная влажность не более 60 %) составляет 12 месяцев. Не допускается хранение вблизи источников загрязнения — масла, влаги, абразивной пыли, так как это ухудшает прессуемость и вызывает дефекты спечённого изделия. Перед использованием рекомендуется просеивание через сито 025–0045 для разрушения агломератов.
Вопросы и ответы
Какие пластификаторы применяются для смеси Т30К4?
Используются синтетический каучук СКН-26, парафин или поливиниловый спирт в количестве 1,5–2,5 % от массы порошка. Пластификатор вводится в виде раствора в бензине или четырёххлористом углероде с последующей сушкой при 50–70 C.
Какая температура спекания требуется для Т30К4?
Окончательное спекание проводится при 1400–1450 C в вакууме (остаточное давление 1–10 Па) или в атмосфере водорода. Предварительное спекание выполняется при 800–900 C для удаления пластификатора.
Можно ли использовать Т30К4 для обработки нержавеющих сталей?
Да, сплав применяется для чистового точения аустенитных нержавеющих сталей при непрерывном резании. Однако при обработке вязких сталей с налипанием стружки рекомендуется снижать скорость резания на 15–20 % относительно углеродистых сталей.
Каковы ограничения по применению Т30К4?
Сплав не предназначен для прерывистого резания, обработки с ударами, фрезерования пазов и строгания. Из-за низкой теплопроводности не рекомендуется для обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе.
