У 20-х роках минулого століття з'явився новий інструментальний матеріал - тверді сплави, які мають високу температуроустойчивости - до 900 - 1000 ° С.
Тверді сплави не містять заліза
Їх основу складають так звані карбіду (хімічні сполуки з вуглецем тугоплавких металів) вольфраму і титану. За своєю будовою металокерамічний твердий сплав нагадує шліфувальний круг. Сплав складається з безлічі дрібних карбідів, з'єднаних один з одним кобальтом, який не тільки є свого роду цементуючою речовиною, а й надає твердому сплаву в'язкість.
Групи твердого сллава
У нашій країні розпочато виготовлення і сплавів трьох-карбідної групи, що містять крім карбідів вольфраму і титану також карбіди танталу. Такі сплави трехкарбідной групи, як ТТ7К12 і ТТ7К15, відрізняються дуже високою міцністю і дозволяють вести стругання найбільш важкооброблюваних матеріалів, і зокрема стругання поверхонь, отриманих після зварювання (по зварювальному шву).
Тверді сплави мають високі ріжучими властивостями; вони не вимагають термічної обробки, а набувають ці властивості в процесі виготовлення.
Одним з основних властивостей твердих сплавів є їх висока твердість. Вона коливається в межах 88- 90 HRA, тоді як твердість загартованої швидкорізальної сталі дорівнює 80-83 HRA. Така висока твердість дозволяє обробляти твердими .сплавамі вибілений чавун, загартовану сталь, скло, мармур та інші дуже тверді матеріали.
Твердість сплаву залежить від вмісту в ньому кобальту. Чим більше кобальту, тим нижче твердість сплаву. Так, сплав ВК6 менш твердий, ніж сплав ВКЗ.
Карбіди титану мають більш високу твердість, ніж карбіди вольфраму, тому сплави групи ТК твердіше сплавів групи В К при одному і тому ж кількісний вміст кобальту. Наприклад, сплав Т14К8 володіє більшою твердістю, ніж сплав ВК8.
Тверді сплави відрізняються від інших інструментальних матеріалів також високою зносостійкістю, т. Е. Опором, що чиниться стирається дії стружки і поверхні різання, при цьому сплави групи ТК більш зносостійкі, ніж сплави групи В К.
Тверді сплави мають також високою теплостойкостью- вони зберігають ріжучі властивості при нагріванні до температури '900-1000 ° С. І в цьому випадку сплави групи ТК виявляються більш теплостійкими, ніж групи ВК.
Зі зменшенням в сплаві змісту карбіду титану теплостійкість твердого сплаву знижується. Так, сплав Т5КЮ менш теплостійкий, ніж Т15К6.
Недоліки твердого сплаву
При рівному змісті кобальту сплави групи ВК більш в'язкі, ніж групи ТК. Так, сплав ВКБ більш в'язкий, ніж TI5K6. Саме тому сплави ВК застосовуються при обробці чавунів і інших крихких матеріалів, при різанні яких відділяється стружка надлому, що характеризується тим, що центр її тиску на передню поверхню різця знаходиться в безпосередній близькості від ріжучої кромки, а це нерідко призводить до її викришування. Якщо в такому випадку використовувати сплав групи ТК, то стійкість інструменту буде ще меншою. Що володіють більшою зносостійкістю сплави ТК доцільніше застосовувати при обробці сталей і інших в'язких матеріалів, при різанні яких відокремлюється зливна стружка, активно стирається передню поверхню різця.
Стругання зазвичай здійснюють інструментом, оснащеним твердим сплавом найбільш міцних марок- ВК8 і Т5К10, які краще за інших протистоять викришування під впливом ударного навантаження.
Припаював твердосплавні пластинки
Тверді сплави випускаються у вигляді пластинок різноманітних форм і розмірів. Ці пластинки припаиваются до стержнів - державки різців з конструкційних сталей або ж кріпляться до них механічним способом.
Як показала практика застосування твердих сплавів, при струганні спостерігається викришування різальних крайок різців навіть при правильному виборі геометрії їх заточування і режимів різання, при цьому вищерблення з'являється ні до робочому ході в результаті ударної дії в процесі різання, а при зворотному, коли задня поверхня різця ковзає по обробленої поверхні деталі.
З метою усунення цього недоліку застосовують спеціальні пристосування, автоматично піднімають різець при зворотному ході.