Классификация твердых сплавов по областям применения при обработке резанием

 

При определении областей применения твердых сплавов, обычно используют рекомендации международной организации стандартов ИСО (ISO), которые предусматривают их использование с учетом обрабатываемых материалов и типа стружки, типа обработки (чистовая, получистовая, легкая черновая и черновая), условий обработки (хорошие, нормальные и тяжелые), а также видов обработки (точение, растачивание, фрезерование и др.).

По (ISO) предусматривается деление всех обрабатываемых материалов на шесть групп: Р (обозначаются синим цветом), М (желтым) К (красным). N (зеленый) S(коричневый) H(серый)

В группу Р входят стали и стальное литье, при обработке которых получают сливную стружку. В группу М входят нержавеющие стали, титановые и жаропрочные сплавы, при обработке которых получают стружку надлома и сливную. В группу К входят чугуны, цветные металлы и их сплавы, материалы с высокой поверхностной твердостью, при обработке которых получают стружку надлома и элементную (табл. 6.2).

 

Таблица 6.2 - Классификация обрабатываемых материалов по группам резания

 

Группа по ISO	Обрабатываемый материал	Пример материала
Р (Синий)	Стали: Углеродистые   легированные высоколегированные и инструментальные   Стальное литье	08кп, 10, А12, Ст3, Ст45, А40Г, 60, У7А 20Х, 12ХН13А, 38Х2Н2МА, ШХ15ГС 7ХФ, 9ХС, ХВГ, Р6М5   20Л, У8Л, 35ХГСЛ, 5Х14НДЛ, Г13
М (Желтый)	Нержавеющие стали Титановые сплавы Жаропрочные	12Х13, 12Х18Н10Т, 11Х11Н2В2МФ ВТ1-00, ВТ5, ВТ14 ХН32Т, ХН67ВТМЮЛ
К (Красный)	Чугуны Цветные металлы Материалы с высокой поверхностной твердостью	СЧ10, СЧ45, ВЧ35, ВЧ100, КЧ37-12, КЧ50-5 М00к Закаленная сталь HRC 45-60, ЧХ16
N		АМГ2, Д16,АЛ3, ЛС63-1, Л96, ЛО70-1,
S
H

 

 

 

 

 

Таблица 6.3

 

 

Таблица 6.4

 

Каждая группа применения делится на подгруппы, причем с увеличением индекса подгруппы от 01 до 40 (50), условия обработки становятся более жесткими, начиная от чистового резания и заканчивая черновым с ударами. Такое рассмотрение удобно для подбора рекомендуемых марок твердых сплавов по свойствам. Чем больше индекс подгруппы применения, тем ниже требуется износостойкость твердого сплава и допустимая скорость резания, но выше прочность (ударная вязкость) и допустимая подача и глубина резания (табл. 6.5).

 

Таблица 6.5 Подгруппы применения твердых сплавов

Обозна-чение	Обрабатываемый материал. Тип снимаемой стружки	Вид обработки. Условия применения
Группа резания Р
Р01	Сталь. Сливная стружка	Чистовое точение, растачивание, развертывание (высокие точность обработки и качество поверхности изделия)
Р10	Сталь. Сливная стружка	Точение, в том числе по копиру, нарезание резьбы, фрезерование, рассверливание, растачивание
Р20	Сталь, ковкий чугун и цветные металлы. Сливная стружка	Точение, в том числе по копиру, фрезерование, чистовое строгание
Р25	Сталь нелегированная, низко и среднелегированная	Фрезерование, в том числе глубоких пазов, другие виды обработки, при которых у сплава должно быть высокое сопротивление тепловым и механическим нагрузкам
Р30	Сталь, ковкий чугун. Сливная стружка	Черновое точение, фрезерование, строгание. работа в неблагоприятных условиях*
Р40	Сталь с включениями песка и раковинами. Сливная стружка и стружка надлома	Черновое точение, строгание. работа в особо неблагоприятных условиях*
Р50	Сталь со средней или низкой прочностью, с включениями песка и раковинами. Сливная стружка и стружка надлома	Точение, строгание, долбление при особо высоких требованиях к прочности твердого сплава в связи с неблагоприятными условиями резания*. Для инструмента сложной формы
Группа резания М
М10	Сталь, в том числе аустенитная, жаропрочная, труднообрабатываемая, сплавы, серый, ковкий и легированный чугуны. Сливная стружка и стружка надлома	Точение, фрезерование
М20	Сталь, в том числе жаропрочная труднообрабатываемая, сплавы, серый и ковкий чугуны. Сливная стружка и стружка надлома	Точение, фрезерование
М30	Аустенитная сталь, жаропрочные труднообрабатываемые стали и сплавы, серый и ковкий чугуны. Сливная стружка и стружка надлома	Точение, фрезерование, строгание, работа в неблагоприятных условиях
М40	Низкоуглеродистая сталь с низкой прочностью, автоматная сталь и другие металлы и сплавы. Сливная стружка и стружка надлома	Точение, фасонное точение, отрезка преимущественно на станках-автоматах
Группа резания К
К01	Серый чугун, преимущественно высокой твердости, алюминиевые сплавы с большим содержанием кремния, закаленная сталь, абразивные пластмассы, керамика, стекло. Стружка надлома	Чистовое точение, растачивание, фрезерование, шабрение
К05	Легированные чугуны, закаленные стали, коррозионно-стойкие, высокопрочные и жаропрочные стали и сплавы. Стружка надлома	Чистовое и получистовое точение, растачивание, развертывание, нарезание резьбы
К10	серый и ковкий чугуны преимущественно повышенной твердости, закаленная сталь, алюминиевые и медные сплавы, пластмассы, стекло, керамика. Стружка надлома	Точение, растачивание, фрезерование, сверление, шабрение
К20	Серый чугун, цветные металлы, абразивная прессованная древесина, пластмассы. Стружка надлома	Точение, фрезерование, строгание, сверление, растачивание
К30	Серый чугун низкой твердости и прочности, сталь низкой прочности, древесина, цветные металлы, пластмасса, плотная древесина. Стружка надлома	Точение, фрезерование, строгание, сверление, работа в неблагоприятных условиях*. Допустимы большие передние углы заточки инструмента
К40	Цветные металлы, древесина, пластмассы. Стружка надлома	Точение, фрезерование, строгание. Допустимы большие передние углы заточки инструмента
N
S
H

* Работа с переменной глубиной резания, с прерывистой подачей, с ударами, вибрациями, с наличием литейной корки и абразивных включений в обрабатываемом материале.

 

Таким образом, малые индексы соответствуют чистовым операциям, когда от твердых сплавов требуется высокая износостойкость и теплостойкость, а большие индексы соответствуют черновым операциям, т.е. когда твердый сплав должен обладать высокой прочностью. В связи с этим каждая марка имеет свою предпочтительную область применения, в которой она обеспечивает максимальные работоспособность сплава и производительность обработки.

Скорость резания, непрерывность обработки, жесткость технологической системы, способ получения заготовки (состояние обрабатываемой поверхности) позволяет определить условие обработки и сформулировать требования к основным свойствам твердого сплава. Условия обработки могут быть хорошие, нормальные и тяжелые.

ХОРОШИЕ – Высокие скорости. Непрерывное резание. Предварительно обработанные заготовки. Высокая жесткость технологической системы.

Требования к твердому сплаву – высокая износостойкость.

НОРМАЛЬНЫЕ – Умеренные скорости резания. Контурное точение. поковки и отливки. Достаточно жесткая система. Требования к твердому сплаву – хорошая прочность в сочетании с достаточно высокой износостойкостью.

ТЯЖЕЛЫЕ – Невысокие скорости. Прерывистое резание. Толстая корка на литье или поковках. Нежесткая система. Требования к твердому сплаву – высокая прочность.

Кроме подгрупп применения необходимо знать тип обработки (чистовая, получистовая, легкая и черновая), который позволяет ориентироваться в величинах глубины резания (t, мм) и подачи (S, мм/об). Характеристика видов обработки в зависимости от режимов резания приведена в табл. 6.6

 

Таблица 6.6 Классификация видов обработки (условная)

Параметры режима резания	Тип обработки
Чистовая	Получистовая	Легкая черновая	Черновая
Глубина t, мм	0,25-2,0	0,5-3,0	2,0-6,0	5,0-10,0
Подача S, мм/об	0,05-0,15	0,1-0,3	0,2-0,5	0,4-1,8

 

В обобщенном виде рекомендации по выбору областей применения твердых сплавов можно представить сводной таблицей 6.7

 

Таблица 6.7 Определение области применения твердого сплава

Условия обработки	ISO	Тип обработки
Чистовая	Получистовая	Легкая черновая	Черновая
Хорошие	Р	Р01-Р10	Р10-Р25	Р25-Р30	Р30-Р35
М	М10-М15	М15-М20	М20-М25	М25-М30
К	К01-К05	К05-К10	К10-К15	К15-К20
Нормальные	Р	Р10-Р25	Р25-Р30	Р30-Р40	Р40-Р50
М	М15-М20	М20-М25	М25-М30	М30-М35
К	К05-К10	К10-К15	К15-К20	К20-К25
Тяжелые	Р	Р30-Р35	Р35-Р40	Р40-Р45	Р45-Р50
М	М20-М25	М25-М30	М30-М35	М35-М40
К	К10-К15	К15-К20	К20-К25	К25-К30

 

Области рационального применения твердых сплавов отечественного производства приведены в табл. 6.8

 

Таблица 6.8 Области применения твердых сплавов

 

Марка сплава ГОСТ 3882-74 (ТУ 48-19-307-87)	Область применения
Основная группа	Подгруппа
Т30К4 Т15К6, МС111 Т14К8, МС121 ТТ20К9, ТТ21К9, МС137 Т5К10, ТТ10К8-Б, МС131 Т5К12, ТТ7К12, МС146 ТТ7К12	Р	Р01 Р10 Р20 Р25 Р30 Р40 Р50
ВК60М, МС313 ВК6М, ТТ8К6, МС211 ТТ10К8-Б, МС221, МС321 ВК10-М, ВК10-ОМ, ВК8 ВК10-ОМ, ТТ7К12, ВК15-ОМ ВК15-ХОМ, МС241, МС146	М	М05 М10 М20 М30 М40
ВК3, ВК3-М, МС301 ВК6-ОМ, ВК6-М, МС306 ТТ8К6, ВК6-М МС312, МС313 ВК4, ВК6, Т8К7, МС318, МС321 ВК4, ВК8 ВК8, ВК15, МС347	К	К01 К05 К10 К20   К30 К40