Деревообработка

В деревообработке применяют труднообрабатываемые древесные материалы: древесностружечные и древесноволокнистые плиты, древесно-слоистые пластики, фанеру, клееную древесину. Наличие синтетических связующих, органических и минеральных наполнителей приводит к тому, что обработка этих материалов инструментом из инструментальных сталей малоэффективна. Для обработки таких древесных материалов в основном применяют инструмент, оснащенный твердым сплавом.

Твердые сплавы представляют собой тугоплавкие, износостойкие материалы повышенной твердости. Они делятся на металлокерамические и литые сплавы. Такое деление обусловлено назначением, составом, физико-химическими свойствами и технологией изготовления. Металлокерамические твердые сплавы получают методом порошковой металлургии. Основой сплавов являются зерна карбидов вольфрама, титана,тантала и в качестве связки используется кобальт. Процесс изготовления металлокерамических твердых сплавов включает следующие основные операции: смешивание порошков карбидов и кобальта, прессование с получением заготовок необходимых формы и размеров, спекание сформированных заготовок при высокой температуре в защитных средах.
Вольфрамокобальтовые твердые сплавы. Для изготовления дереворежущего инструмента применяют вольфрамокобальтовые твердые сплавы, так как они обладают достаточной износостойкостью и более высокими механическими свойствами. Сплавы этой группы состоят из карбидов вольфрама и кобальта. Они обозначаются буквами ВК. Цифра, стоящая в конце обозначения, указывает на содержание кобальта в процентах. Так, марка сплава ВК6 означает, что он содержит кобальта 6%., карбидов вольфрама 94% (без учета примесей). В зависимости от величины зерна карбидов вольфрама сплавы подразделяют на крупнозернистые (после цифры в конце обозначения марки сплава ставится буква К), нормальной зернистости (в обозначении буква отсутствует), мелкозернистые (обозначаются буквой М), особомелкозернистые (обозначаются ОМ). Величина зерен карбидов вольфрама составляет в среднем: крупнозернистых 3... 5 мкм, нормальной зернистости 1,5... 3 мкм, мелкозернистых 0,5 . 1,5 мкм, особомелкозернистых меньше I мкм/p. Содержание основной фракции должно быть не менее 50%. В конце обозначения марки иногда дополнительно вводится буква, указывающая на особенности технологического процесса производства. Например, в сплаве ВК8-В буква В показывает, что изделия из этого сплава спекаются в атмосфере водорода.
Марки твердых сплавов регламентированы ГОСТ 3882—74. Основные свойства некоторых сплавов группы ВК приведены в таблице.
Свойства вольфрамокобальтовых сплавов


марка сплава

Химический учет примесей

прочность при изгибе Мпа

Твердость

WC

СО

ТаС

ВКЗ

97

3

_

1176

89,5

ВК6

94

6

 

1519

88,5

ВК6-М

94

6

 

1421

90

ВК6-ОМ

92

6

2

1274

90,5

ВК8

92

8

 

1666

87,5

ВК10

90

10

 

1715

87

BK15

85

15

 

1862

 

ВК20

80

20

 

1911

84

Из таблицы  видно, что при увеличении содержания кобальта повышаются механические свойства (прочность на изгиб) и одновременно снижается твердость сплавов. С другой стороны, из приведенных марок сплав ВКЗ характеризуется наибольшей износостойкостью. По мере увеличения содержания кобальта и соответствующего уменьшения содержания карбидов износостойкость сплавов уменьшается.

Стойкость дереворежущего инструмента, оснащенного различными марками твердого сплава, в относительных единицах характеризуется следующими коэффициентами; ВК15—1,0; В КЗ—1,4 ... 1,6; В Кб—1,6 ... 2,0. При этом необходимо иметь в виду, что с уменьшением содержания кобальта ухудшаются условия пайки.
Выбор марки твердого сплава для дереворежущего инструмента зависит от многих факторов; обрабатываемого материала, объемов механической обработки, типа инструмента, угловых параметров, режимов резания и т.д. Перспективным направлением является применение для дереворежущего инструмента мелкозернистых и особомелкозернистых.
Для изготовления дисковых пил, предназначенных для обработки древесностружечных и древесноволокнистых плит, фанеры и клееной древесины рекомендуется твердый сплав ВК15, для изготовления фрез, оснащенных ножами с напаянными пластинами, концевых фрез и сверл, предназначенных для тех же целей,— сплавы ВК8 н ВК15, для изготовления фрез с механическим креплением неперетачиваемых пластин, предназначенных для обработки древесностружечных плит, облицованных синтетическими материалами и бумажно-слоистым пластиком,—ВК6 и ВК8, дли изготовлении дисковых пил, предназначенных для этих же целей,— сплав ВК6.