Твердый сплав ВК8
- от объёма, заполните заявку
Твёрдый сплав ВК8: состав, характеристики, применение
Твёрдый сплав ВК8 — вольфрамокобальтовый инструментальный материал, производимый методом порошковой металлургии. Относится к группе однокарбидных спечённых твёрдых сплавов по ГОСТ 3882-74. Основу материала составляет карбид вольфрама (WC), связующим компонентом выступает металлический кобальт (Co). Цифра в маркировке указывает массовую долю кобальта — 8%, остальные 92% приходятся на карбид вольфрама.
Сплав ВК8 получил широкое распространение благодаря оптимальному соотношению твёрдости и ударной вязкости. Повышенное содержание кобальтовой связки обеспечивает материалу устойчивость к вибрациям и динамическим нагрузкам, что выгодно отличает его от более твёрдых, но хрупких марок ВК3 и ВК6.
Химический состав сплава ВК8
Согласно ГОСТ 3882-74, химический состав сплава ВК8 включает два основных компонента:
| Компонент | Массовая доля, % | Функция в сплаве |
|---|---|---|
| Карбид вольфрама (WC) | 92 | Твёрдая фаза, обеспечивает износостойкость |
| Кобальт (Co) | 8 | Связующая фаза, обеспечивает вязкость |
Карбид вольфрама — тугоплавкое соединение с температурой плавления около 2870°C. Именно он придаёт сплаву высокую твёрдость и износостойкость. Кобальт при спекании расплавляется и смачивает частицы карбида, образуя прочную металлокерамическую структуру.
Допускается содержание примесей железа (Fe) до 0,3%. Увеличение доли примесей снижает эксплуатационные характеристики готовых изделий.
Физико-механические свойства
Технические характеристики сплава ВК8 регламентированы ГОСТ 3882-74 и определяют область его применения:
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Плотность | 14,5–14,8 г/см³ | По ГОСТ 3882-74 |
| Твёрдость HRA | не менее 88,0 | По ГОСТ 20017-74 |
| Предел прочности при изгибе | не менее 1666 МПа (170 кгс/мм²) | По ГОСТ 20019-74 |
| Теплостойкость | 800–1000°C | Сохранение режущих свойств |
| Модуль упругости (модуль Юнга) | ~560 ГПа | Справочные данные |
Среди вольфрамокобальтовых сплавов ВК8 отличается повышенной прочностью на изгиб при сохранении высокой твёрдости. Это обеспечивает устойчивость к ударным нагрузкам и вибрациям, возникающим при черновой обработке.
Сравнение с другими марками группы ВК
Выбор марки твёрдого сплава определяется условиями эксплуатации. С увеличением содержания кобальта растёт прочность, но снижается твёрдость и износостойкость:
| Марка | Co, % | HRA, не менее | Прочность, МПа | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| ВК3 | 3 | 89,5 | 1176 | Максимальная износостойкость, хрупкий |
| ВК6 | 6 | 88,5 | 1519 | Чистовая и получистовая обработка |
| ВК8 | 8 | 88,0 | 1666 | Универсальный, черновая обработка |
| ВК15 | 15 | 86,0 | 1862 | Высокая ударная вязкость |
Технология производства
Сплав ВК8 изготавливают методом порошковой металлургии. Технологический процесс включает несколько этапов.
Подготовка порошков. Карбид вольфрама и кобальт измельчают до фракции 1–2 мкм. Тонкий помол обеспечивает равномерное распределение компонентов и плотную структуру готового изделия.
Смешивание. Порошки смешивают в заданной пропорции с добавлением пластификатора (парафина, синтетического каучука). Пластификатор облегчает формование и удаляется при спекании.
Прессование. Смесь прессуют в формах под давлением до 300 МПа. На этом этапе получают заготовки с припуском на усадку.
Спекание. Заготовки спекают в вакуумных или водородных печах при температуре 1350–1450°C. При нагреве кобальт расплавляется, смачивает и связывает частицы карбида вольфрама. После охлаждения образуется плотная металлокерамическая структура.
Спечённые изделия обрабатывают алмазным инструментом или электроэрозионными методами. Традиционная механическая обработка твёрдых сплавов затруднена из-за их высокой твёрдости.
Область применения сплава ВК8
По классификации ISO сплав ВК8 относится к группам K20–K30 и предназначен для обработки материалов, образующих короткую стружку. Основные направления использования:
Металлообработка
ВК8 применяют для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях прерывистого резания и ударных нагрузок.
- Черновое точение и строгание с неравномерным сечением среза
- Черновое фрезерование, сверление, рассверливание, зенкерование
- Обработка серого чугуна, цветных металлов и сплавов
- Резание неметаллических материалов: пластмасс, стеклопластиков, древесно-полимерных композитов
- Обработка нержавеющих, жаропрочных и труднообрабатываемых сталей, включая титановые сплавы
Горнодобывающая промышленность
Сплав используют для оснащения бурового инструмента.
- Вращательное бурение геологоразведочных и эксплуатационных скважин
- Бурение взрывных шпуров в трещиноватых абразивных породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до f = 8
- Камнерезные машины для распиловки мрамора, известняка, гранита
Бесстружковая обработка
Износостойкость ВК8 востребована при изготовлении:
- Волок для волочения проволоки и прутков из стали и цветных металлов
- Матриц и пуансонов для калибровки и прессования
- Фильер для производства труб
- Износостойких деталей машин и измерительного инструмента, работающих при умеренных ударных нагрузках
Формы поставки
Компания «Русский Металл» поставляет твёрдый сплав ВК8 в следующих формах:
- Твердосплавные пластины — напаиваемые и сменные многогранные (СМП) по ГОСТ 25395-90, ГОСТ 19042-80
- Заготовки (штабики) — прямоугольного и круглого сечения для изготовления инструмента
- Твердосплавная смесь (порошок) — для производства изделий методом прессования и спекания
- Готовые изделия — резцы, свёрла, фрезы, коронки по чертежам заказчика
Возможна поставка нестандартных изделий по техническим заданиям. Минимальная партия, сроки изготовления и условия доставки согласовываются индивидуально.
Особенности эксплуатации
При работе с инструментом из сплава ВК8 следует учитывать ряд особенностей.
Режимы резания. Твёрдые сплавы позволяют работать со скоростями резания в 3–5 раз выше, чем быстрорежущие стали. Для ВК8 рекомендуемая скорость при обработке чугуна составляет 60–120 м/мин в зависимости от условий.
Охлаждение. При обработке чугуна и цветных металлов допускается работа без охлаждения. При резании сталей рекомендуется использовать СОЖ для увеличения стойкости инструмента.
Хрупкость. Несмотря на повышенную прочность по сравнению с ВК3 и ВК6, сплав ВК8 остаётся хрупким материалом. При ударных нагрузках возможны сколы режущей кромки. Следует избегать резких ударов и биения инструмента.
Перезаточка. Заточку и доводку твердосплавного инструмента выполняют алмазными кругами на керамической или металлической связке. Использование абразивных кругов из электрокорунда или карбида кремния малоэффективно.
Зарубежные аналоги
Сплав ВК8 соответствует зарубежным маркам:
| Страна | Стандарт/Производитель | Марка-аналог |
|---|---|---|
| Германия | DIN | HG30, HG40 |
| Болгария | BDS | BK8 |
| Венгрия | MSZ | DR30, DR40 |
| Польша | PN | H30 |
| Чехия | CSN | G1.1, G2 |
| Швеция | SS | MC241 |
При замене отечественного сплава на импортный аналог необходимо сверять конкретные характеристики по паспорту производителя, так как состав и свойства могут отличаться.
Нормативная документация
Производство и контроль качества сплава ВК8 регламентируют следующие стандарты:
- ГОСТ 3882-74 — Сплавы твёрдые спечённые. Марки
- ГОСТ 20017-74 — Сплавы твёрдые спечённые. Метод определения твёрдости по Роквеллу
- ГОСТ 20019-74 — Сплавы твёрдые спечённые. Метод определения предела прочности при поперечном изгибе
- ГОСТ 25599.4-83 — Сплавы твёрдые спечённые. Метод определения кобальта
По международной классификации ISO 513 сплав ВК8 относится к группам применения K20–K30.
