Инструмент для металлообработки
В наше время потребность в твердосплавном монолитном инструменте становиться более популярной, а это: сверла, развертки, расточные резцы, метчики, зенковки, и многое другое. Все эти инструменты производятся из твердосплавных заготовок, так называемых стержней, которые предназначены для изготовления сверл, определенных типов фрез, а так же остальных прочих и надежных инструментов, получаемых путем спекания. Сложность конструкции инструментов отображает саму необходимость в изготовлении заготовок специальной формы, которая будет максимально приближена к нужной. Эта форма применяется к заготовкам, непосредственно, перед началом спекания с использованием методов механической обработки. Одним из способов, который рекомендуется для окончания обработки выполненных заготовок выступает процесс шлифования с применением алмазных кругов.
Из твердых сплавов, в составе которых имеется пластификатор (например, парафин 7-9%), в результате получают заготовки, которые поддались прессингу призматической и цилиндрической формы. Чтобы подобрать нужный размер для заготовки, учитывая ее усадку во время спекания, а это 25 или 30%, а так же припуски, которые удаляются после и перед спеканием, обычно используют расчетную формулу такого рода:
А1 = (А±С) К±С1
Из этого следует, что: А1 – конечный заготовочный размер, А – необходимый размер инструмента, К – это коэффициент для учета величины усадки при приготовлении, а С1 и С – это сумма допусков и припусков до, а так же после спекания.
В процессе приготовления инструмента из твердосплавных и пластифицированных заготовок, технологические операции делятся таким образом, что их поверхности, которые приняты за технологические базы до начала спекания, продолжают оставаться таковыми и в результате его окончания.
Профессионалы разработали технологию изготовления твердосплавных инструментов, таких как: фасонные сверла, канавочные, модульные и прорезные фрезы, а так же винтовые пластинки на основе их прессования. Эта технология подразумевает возможность использования пластифицированных заготовок, которые изготавливаются из инструментальных твердых сплавов методикой прессования в пресс-формах из стали.
Изготовление монолитных твердосплавных инструментов включает в себя такие этапы: изготовление пластификатора, после объединение пластификатора с твердосплавным порошком, придание пресса заготовкам и их спекание соответственно режиму, который обусловлен маркой сплава.
Достойной перспективой в области изготовления твердосплавного мелкого инструмента, (сверл, зенкеров, разверток и т.д.) принято считать разработка ВНИИТС – придание пресса через матрицу с продавливанием. Из-за способности тонких порошков к процессам окисления, процесс спекания необходимо проводить в защитной (водородной) среде. По истечению термообработки заготовки станут пригодны для последующей обработки: затачивания и шлифования.
Вопрос-ответ
Какие основные этапы изготовления монолитных твердосплавных инструментов?
Основные этапы включают: выбор и подготовку пластификатора и твердосплавного порошка, формирование заготовки через прессование, спекание в защитной среде (из-за склонности порошков к окислению), термообработку, а затем затачивание и шлифование готовых изделий. Дополнительно учитываются учет усадки при спекании и внесение допусков и припусков до и после спекания.
Как учитывают усадку спекания при выборе размера заготовки?
Усадка при спекании составляет обычно 25–30%. Для определения конечного размера А1 применяют формулу А1 = (А ± С) К ± С1, где А — необходимый размер инструмента, К — коэффициент усадки, С и С1 — суммы допусков и припусков до и после спекания. Это позволяет выбрать исходную заготовку, приближенно соответствующую требуемому размеру после спекания.
Какие преимущества дает использование пластифицированных заготовок и прессования?
Пластифицированные заготовки позволяют обеспечить нужную форму и размер заготовок перед спеканием, улучшая однородность состава и структуры материала. Прессование в пресс-формах из стали обеспечивает точность геометрии и повторяемость параметров деталей, что критично для сверл, фрез и других инструментов из твердых сплавов.
Почему спекание твердого сплава проводится в защитной среде?
Из-за способности тонких порошков к окислению во время термических процессов спекания, необходима защитная среда, чаще водородная, чтобы предотвратить окисление и сохранить свойственные механические свойства спеченного материала. После термообработки заготовки становятся пригодны к последующей заточке и шлифованию.
