Твердые сплавы

Раздел: Учебники

Основными факторами в развитии технологии производства являлись точность, скорость и производительность. В то время как точность повышалась в результате совершенствования станков и введения более чувствительных методов измерения, скорость и производительность лимитировались режущими материалами. В начальный период развития техники резания скорость резания составляла несколько метров в минуту, так как резцы из углеродистой стали не допускали более высоких скоростей. Лишь разработка и внедрение легированной инструментальной стали и затем (примерно 1900 г.) быстрорежущей стали позволили повысить скорость резания до 20—40 м/мин. Решающим шагом в современной обрабатывающей промышленности явилась разработка ме- таллокерамических материалов карбид — вспомогательный металл, предшественниками которых были литые стеллиты Хайнеса. Благодаря внедрению металлокера- мических твердых сплавов WC — Со (Шрётер, 1926 г.) и затем сплавов WC — TiC — Со и WC — TiC—ТаС—Со (1931 —1937 гг.) скорость резания при обработке чугуна, стали и других металлических и неметаллических материалов значительно превысила 100 м/мин, а при обработке легких металлов — даже 1000 м/мин.

На  65 приведена диаграмма, построенная по данным Лауссмана 1 и показывающая на примере точения стальной детали, как сильно менялось машинное время в процессе развития режущих материалов. Время обработки деталей снизилось примерно в десять раз tio сравнению с быстрорежущей сталью. Применение режущей керамики (окисной и карбидной) позволило достичь еще более высоких скоростей развития . Поскольку разработка и внедрение режущей керамики находятся пока еще в процессе становления, здесь рассматриваются только классические твердые сплавы.

Разработка твердых сплавов сопровождалась, естественно, многочисленными исследованиями резания этими новыми режущими материалами. Выделяются исследовательские работы Высших технических училищ в гг. Аахене и Мюнхене. Шалльброх разработал первые рекомендации для точения твердосплавными резцами, причем критерием стойкости являлась ширина площадки износа — величина, введенная в 1936 г. Валлихсом и Хун- гером.

Развитие твердосплавных инструментов оказало большое влияние на станкостроение. Мощность современных станков, обусловленная повышением скоростей резания, достигла 100 кет и более. Потребовалась свободная от вибраций, более сильная и жесткая конструкция станков. Кроме того, необходимо было создать специальные станки для заточки твердосплавных инструментов.

Лишь одновременное развитие режущих материалов и обрабатывающих станков позволило полностью использовать высокопроизводительные твердые сплавы и обусловило небывалый подъем производственной мощности, повышение качества и снижение стоимости продукции во второй четверти двадцатого столетия.