Вольфрамовые пластины ВК3 в Минске

Вольфрамовые пластины ВК3: твердосплавной инструмент для чистовой обработки

Вольфрамовые пластины ВК3 — это сменные режущие элементы из твердого сплава на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой, содержание которой составляет 3%. Данная марка относится к группе однокарбидных вольфрамовых сплавов и характеризуется минимальным содержанием кобальта среди серийно выпускаемых твердых сплавов. Благодаря этому ВК3 обеспечивает максимальную твердость и износостойкость, но при этом обладает повышенной хрупкостью, что определяет строго ограниченную область применения.

Структура и физико-механические характеристики

Структура сплава ВК3 формируется из зерен карбида вольфрама (WC) размером 1–2 мкм, соединенных кобальтовой связкой. Малое количество кобальта обеспечивает высокую твердость по шкале HRA — 89,5–90,5, что является одним из самых высоких показателей среди вольфрамовых твердых сплавов. Предел прочности при изгибе составляет 980–1170 МПа, плотность — 15,0–15,3 г/см. Теплопроводность материала достигает 87 Вт/(мК), что способствует эффективному отводу тепла из зоны резания.

Вольфрамовые пластины ВК3 предназначены для работы при температурах до 800 C. При превышении этого порога наблюдается интенсивная диффузионная эрозия и потеря режущих свойств. Высокий модуль упругости — около 710 ГПа — обеспечивает минимальные упругие деформации инструмента под нагрузкой, что критически важно для достижения высокой точности обработки.

Геометрия и исполнение пластин

Пластины ВК3 выпускаются в нескольких типоразмерах, соответствующих ГОСТ 25393 и ГОСТ 25003. Наиболее распространенные формы — ромбические, треугольные и квадратные пластины с различными радиусами при вершине. Для чистовых операций применяются пластины с радиусом при вершине 0,4–0,8 мм и передним углом 5–10. Задний угол варьируется в пределах 6–12 в зависимости от обрабатываемого материала и жесткости технологической системы.

Пластины поставляются как в неперетачиваемом исполнении с механическим креплением, так и в виде заготовок для последующей заточки. Для повышения стойкости может наноситься износостойкое покрытие, однако в большинстве случаев ВК3 используется без покрытия, поскольку высокая твердость основы уже обеспечивает достаточный ресурс при чистовых режимах.

Области применения

Вольфрамовые пластины ВК3 применяются исключительно в операциях чистовой и получистовой обработки с малыми сечениями среза. Основные направления использования:

• Чистовое точение серого и ковкого чугуна (СЧ20, СЧ25, КЧ30) на скоростях 80–150 м/мин при подачах 0,05–0,15 мм/об
• Обработка цветных металлов и их сплавов — алюминиевых, медных и латунных заготовок
• Чистовое растачивание отверстий в корпусных деталях из чугуна на горизонтально-расточных станках
• Обработка неметаллических материалов — текстолита, стеклотекстолита, прессованных древесных плит
• Нарезание резьбы в чугунных деталях резьбовыми резцами с пластинами ВК3

Категорически не рекомендуется применение ВК3 для обработки сталей, особенно легированных и жаропрочных, из-за интенсивного адгезионного износа и склонности к выкрашиванию режущей кромки. Для стальных заготовок следует применять сплавы группы ТК или твердые сплавы с покрытием.

Режимы резания и условия эксплуатации

Эффективная работа пластин ВК3 достигается при соблюдении жестких требований к жесткости технологической системы. Рекомендуемые режимы резания для чистового точения чугуна: глубина резания 0,3–1,5 мм, подача 0,05–0,2 мм/об, скорость резания 80–120 м/мин. При обработке алюминиевых сплавов скорость может быть увеличена до 200–300 м/мин.

Для предотвращения вибраций необходимо обеспечить минимальный вылет резца и надежное крепление пластины в державке. Применение СОЖ рекомендуется при обработке цветных металлов; при точении чугуна обработка ведется без охлаждения во избежание термического растрескивания режущей кромки.

Критерии выбора и ограничения

Выбор пластин ВК3 обоснован в следующих случаях: обработка чугуна с равномерным припуском, отсутствие ударных нагрузок, стабильная жесткость станка, требование высокого класса шероховатости обработанной поверхности (Ra 0,8–1,6 мкм). При наличии литейной корки, прерывистом резании или биении заготовки следует перейти на более вязкие сплавы — ВК6 или ВК8.

Стойкость пластин ВК3 при чистовом точении чугуна составляет 60–90 минут до допустимого износа по задней поверхности 0,3–0,4 мм. Критерием затупления служит появление блестящей полоски на обработанной поверхности и увеличение шероховатости. Переточка пластин ВК3 выполняется алмазными кругами на металлической связке с обильным охлаждением.

Вопросы и ответы