При каких обстоятельствах кермет не может заменить цементированный карбид?

Существуют фундаментальные различия в механических свойствах металлокерамики (Cermet) и твердого сплава (WC-Co). Прочность (ударопрочность) и термостойкость металлокерамики значительно ниже, чем у твердых сплавов. В следующих случаях нельзя использовать металлокерамику вместо твердого сплава; в противном случае весьма вероятно, что это приведет к сколам, растрескиванию инструмента или даже к несчастным случаям при обработке:

1. В ситуациях с ударными нагрузками или прерывистым резанием

Типичные сценарии:

фрезерование (особенно боковое фрезерование, фрезерование фасок), точение валов со шпоночными пазами или отверстиями, черновая обработка черных поверхностей отливок, сверление (вход/выход мгновенный).

Причина:

Прочность на изгиб металлокерамики обычно составляет от 1/3 до 1/2 прочности твердых сплавов. Мгновенная сила удара по режущей кромке при входе в заготовку или выходе из нее непосредственно приведет к поломке кромки, которая не может быть поглощена пластической деформацией, как твердые сплавы.

2. Системы обработки с низкой жесткостью или вибрационная среда.

Типичные сценарии:

старые станки (с большим биением шпинделя), обработка тонких валов, подвесные длинные расточные оправки, недостаточная жесткость крепления, неустойчивый зажим заготовки.

Причина: Металлокерамика чрезвычайно чувствительна к вибрации. Незначительные сотрясения в системе обработки могут вызвать лишь небольшой износ твердых сплавов, но в металлокерамике они быстро перерастают в макроскопические сколы.

3. Тяжелая черновая обработка или резка с большим припуском.

Типичные сценарии: резка с глубиной задней передней поверхности (ap) > 3 мм и скоростью подачи (f) > 0,3 мм/об.

Причина: прочность металлокерамики не выдерживает огромного сопротивления резанию. При больших нагрузках основание лезвия склонно к разрушению, а не к нормальному износу.

4. Обработка высокопрочных, вязких материалов.

Типичные сценарии:

токарно-фрезерные титановые сплавы (ТС4), жаропрочные сплавы (Инконель 718), аустенитная нержавеющая сталь (304), чистый никель.

Причина:

Эти материалы имеют трудноразрушаемую стружку и склонны к образованию длинных рулонов стружки, которые обволакивают инструмент. Хотя химическое сродство металлокерамики к этим материалам невелико, тянущая сила и прилипание стружки приведут к тому, что кромка будет подвергаться «отслаиванию», а ее способность сопротивляться пластической деформации уступает способности твердых сплавов.

5. Нестабильная подача СОЖ или сухая черновая обработка.

Типичные сценарии:

использование эмульсии на водной основе для крупнопоточного охлаждения, прерывистого охлаждения (например, при ручной заливке), сухой черновой обработки.

Причина:

Металлокерамика обладает плохой теплопроводностью и чувствительна к термическим нагрузкам. Если горячее лезвие внезапно вступит в контакт с охлаждающей жидкостью, огромный температурный градиент приведет к образованию «тепловых трещин», ускоряющих выход инструмента из строя. Твердые сплавы обладают хорошей теплопроводностью и более высокой термостойкостью.

6. Низкоскоростная обработка с высоким крутящим моментом.

Типичные сценарии:

нарезание резьбы, развертывание, тихоходное точение.

Причина:

Преимущество металлокерамики заключается в ее красной твердости и износостойкости при высоких скоростях. На низких скоростях их преимущество в твердости не может быть реализовано, и вместо этого из-за недостаточной прочности они склонны к микроразрушению на кромке, что приводит к снижению точности обработки.

Пока в процессе обработки присутствуют ключевые слова «удар», «вибрация» или «тяжелая нагрузка», необходимо использовать цементированный карбид; металлокерамика пригодна только для непрерывной, стабильной и высокоскоростной чистовой и получистовой обработки.