Твердый сплав или быстрорежущая сталь?
Из какого материала лучше выбрать инструмент? Для начала нужно разобраться в разнице между ними.
Многим известно, что суть металлорежущего инструмента заключается в твердости и теплостойкости, исходя из этого он должен соответствовать этим характеристикам, чтобы без затруднений обрабатывать заданные материалы, исходя из этого для его производства используются так называемые твердые сплавы и «быстрорезы».
Твердыми принято называть композитные материалы, в состав которых входят такие тугоплавкие элементы как: вольфрам, тантал, титан, молибден и др. изготовленные по технологии порошковой металлургии методом прессования и дальнейшего спекания. Данное соединение в результате реакции образует твердую и теплостойкую структуру связкой которых служит карбид кобальта с величиной зерен 0,2-0,8 мкм. и углеродом.
На основе твердых сплавов создан широкий ассортимент инструмента, который включает в себя: пластины, сверла, фрезы и т. д.
Твердосплавный инструмент отлично подходят для труднообрабатываемых материалов, так как отлично выдерживает нагревание и, следовательно не подвержен налипанию стружки при обработке. Но при этом есть и минусы, твердосплавный инструмент уступает в цене быстрорежущему. Поэтому если при обработке используется монолитный инструмент больших диаметров, лучше отдать предпочтение «быстрорезам». Также если обработка производится на малых оборотах, не рекомендовано использовать твердые сплавы, из-за невозможности добиться высокой точности, в отличии от «быстрорезов» с упрочняющимися покрытиями TiN, TiAlN, AlTiN и т.д. для защиты от перегрева. Еще один из минусов это - то, что композиты тверже «быстрореза», но менее прочные, поэтому «твердосплав» не желательно применять в условиях, где возникают вибрации и силовые нагрузки. Но прекрасно можно обрабатывать: чугуны, закаленные материалы, гранит, бетон, пластмасс и т. д.
Быстрорежущая сталь – углеродистая сталь с примесью вольфрама – 18% и хрома – 5%, также так же возможна примесь кобальта, ванадия и молибдена. Ванадий способствует чистовой обработке материала. С помощью кобальта производится обработка металла с антикоррозионными и жаропрочными свойствами, ванадий - повышает твердость и теплостойкость стали, Молибден - повышает уровень теплостойкости. Не смотря на небольшие изменения состава, теплостойкость выросла до 450 градусов при этом не изменяя своей структуры в сравнении с легированными сталями.
Быстрорежущие стали делят на две категории: нормальной производительности для обработки конструкционных сталей и повышенной производительности, обрабатывающих нержавеющие и жаропрочные стали. В сравнении с не теплостойкими сталями скорость резания увеличивается в 2-4 раза, а в некоторых случаях до 5-6 раз, стойкость инструмента повышается в 10-50 раз, но что бы добиться таких показателей «быстрорезы» проходят сложную термическую обработку: ступенчатый нагрев под закалку, высокий многократный нагрева и отпуск для удаления максимального количества углерода. Затем поверхностное упрочнение: хромированием, сульфированием, цианированием, пластическое деформирование.
Исходя из этого, можно с высокой эффективностью проводить обработку конструкционных, нержавеющих, жаропрочный сталей, цветных металлов и т.д. не уступая в экономичности и качестве твердым сплавам.
Проведя краткий анализ свойств обоих материалов, можно сделать вывод, что не смотря на разницу в возможностях инструмента и цене, нельзя категорично использовать что-то одно, и если после обработки важно получить хорошую точность и экономичность детали, перед приобретением инструмента важно обращать внимание: на тип изготавливаемой детали, материал, цену и возможности оборудования.
