Твердый сплав ВК8

Вопрос об увеличении скорости резки стали остается актуальным на протяжении длительного периода времени. Решением его занимаются инженеры и профессора, они создают материалы с высокой твердостью, теплостойкостью и устойчивостью к износу. Впервые аналог твердого сплава ВК8 появился на немецком заводе в 1930х годах. Скорость реза при использовании данного материала стала максимальной по сравнению с другими инструментальными металлами.

Вернуться к содержанию

Расшифровка стали ВК8

Наименование сплава расшифровывается как:

• В – использование вольфрама в составе;
• К8 – 8% кобальта.

92% материала представлены карбидом вольфрама, остальная часть – кобальтом. В зависимости от размеров зерна в наименовании сплава ВК8 могут присутствовать другие индексы – М (мелкое), В (крупное). При отсутствии дополнительной буквы зерно имеет средний размер.

Вернуться к содержанию

Химсостав и получение

В состав металла входят:

• W – 91,7%;
• Co – 7,4-8%;
• O – 0,4%;
• C – 0,6-0,66%;
• Fe – 0,3%.

Кобальт используется для связки карбида вольфрама. Это металл, по внешнему виду похожий на феррум, но оттенок его темнее. Применение его в составе делает сплав более тягучим и прочным. Карбид вольфрама – это химическое соединение вольфрама и углерода.

В состав сплава ВК8 входят мелкие фракции карбидного соединения и кобальта, что позволяет считать материал продуктом порошковой металлургии. Для их получения необходимо произвести несколько действий:

• измельчить шихту;
• разделить ее на фракции;
• смешать фракции в необходимых пропорциях;
• сформовать с помощью пресса и клеящего состава заготовки;
• обработать при нагрузке 30 МПа и температуре 1400 градусов.

В результате из кобальта выделяется влага, которая смачивает деталь, а при кристаллизации данного элемента происходит соединение карбидных частиц. Структура характеризуется прочностью и износостойкостью.

Вернуться к содержанию

Физические свойства

Сплав ВК8 характеризуется высокой твердостью, не присущей другим материалам. Устойчивость к действию температуры позволяет эксплуатировать его в условиях повышенных температур, а также при большой частоте вращения инструмента без необходимости перерыва. Положительно на данный фактор влияет теплопроводность, что позволяет резцу вращаться со скоростью 200 м в минуту. По сравнению со сталью Р12 данный показатель стал выше в четыре раза.

Высокие технические характеристики гарантируют сохранение работоспособности при динамическом воздействии и вибрации. Физические характеристики сплава определяются на основании химсостава и крупности зерновой структуры. При увеличении крупности обеспечивается рост прочности и устойчивости к износу.

Вернуться к содержанию

Область применения

Твердый сплав ВК8 используется в различных областях деятельности, которые включают медицинское направление и ювелирное дело. Инструменты, изготовленные из данного материала, характеризуются устойчивостью к износу и практически не истираются при резке металла. Сохранение эксплуатационных характеристик возможно при температуре нагрева до 1100 градусов, при этом применяется обработка:

• механическим способом;
• бесстружковым;
• газотермическим напылителем.

Применение сплава ВК8 предусмотрено для изготовления инструментов:

• быстроизнашиваемых деталей;
• валов для проката, пунсонов, штамповочных форм, калибровочного оснащения;
• токарного, сверлильного, фрезерного, зенкерного инструмента;
• изделий для проведения чистовых и черновых работ с титановыми сплавами, сталью с высокими антикоррозионными свойствами, устойчивостью к действию температуры, чугуном, латунью, бронзой.

Для повышения скорости проведения работ и уменьшения изнашиваемости при выборе инструмента учитывается зернистость металла. Крупнозернистый материал используется для черновой обработки жаропрочных сталей. Мелкое зерно позволяет создать чистовую поверхность стали, чугуна, фторопласта, алюминия и бронзы.

Газотермический напылитель используется для повышения устойчивости деталей к износу.

Изготавливаются элементы в виде паяльных или сменных пластин. Они устанавливаются на держатель режущего инструмента, изготовленный из конструкционной стали, с помощью болтов и шпилек. Механические параметры улучшаются с помощью обработки поверхности. Например, предел прочности пластины повышается при шлифовке алмазным кругом, что также положительно сказывается на длительности работы и устойчивости к износу.

Вернуться к содержанию

Технические характеристики

К основным характеристикам сплава ВК8 относятся:

теплопроводность	50,2 Вт/мК;
теплостойкость	800-1000 градусов Цельсия;
давление при обработке	30 МПа;
вязкость	35 кДж/м2;
коэффициент трения в воде	0,01;
твердость по Роквеллу	88;
удельный вес	14800 кг/м3;
предел прочности	1666 МПа.

Вернуться к содержанию

Цена

Цена сплава ВК8 составляет порядка 800-900 руб. за килограмм. Она обусловлена недостаточным количеством сталей с содержанием вольфрама, а также спросом на него. Для изготовления материала применяются современные технологии.

Вернуться к содержанию

Зарубежные аналоги

К аналогам твердого сплава ВК8 относятся:

• чешские CSN, G1.1, G2;
• польские PN, H30;
• венгерские MSZ, DR30, DR40;
• болгарский BDS;
• шведские SS, MC241;
• немецкие DIN, WNr, HG30, HG40.

Также можно отметить следующие сплавы:

• В95;
• Д16Т.

А также стали:

• 14Х17Н2;
• М390.