Твердосплавные фильеры и волоки для волочения проволоки, прутков, труб: материалы WC-Co, марки ВК3, ВК6, ВК8, ВК15, ВК20
Твердосплавные фильеры и волоки: материалы, назначение, выбор марки ВК
? Что такое фильера и волока
Фильера и волока — по сути синонимы в контексте волочильного инструмента. Это оснастка с калиброванным отверстием (чаще конической формы), через которое протягивают заготовку, чтобы уменьшить её сечение и получить проволоку, пруток или трубку нужного диаметра.
Главная задача такого инструмента — сохранять точный калибр и геометрию отверстия при высоких контактных давлениях и трении. Отсюда требования к материалу: высокая твёрдость, износостойкость и стабильность размеров.
⚙️ Из чего делают фильеры и волоки
- Основной материал — твёрдый сплав на основе карбида вольфрама (WC) со связующим кобальтом (Co).
- Иногда добавляют карбиды титана (TiC) или тантала (TaC) для повышения термостойкости.
- Сплав получают методами порошковой металлургии: смешивание порошков, прессование, высокотемпературное спекание.
- Финишная обработка — алмазным инструментом или электроэрозией (обычная сталь не справляется с такой твёрдостью).
? Марки твёрдых сплавов: что значат буквы и цифры
Маркировка типа «ВК» означает «вольфрамокобальтовый»: цифра — процентное содержание кобальта. Например, ВК20 — это 20 % Co и ~80 % WC.
- Кобальт отвечает за вязкость и ударную прочность.
- Карбид вольфрама — за твёрдость и износостойкость.
- Больше кобальта — выше ударная вязкость и прочность на изгиб, но ниже твёрдость и стойкость к истиранию.
- Меньше кобальта — выше твёрдость и износостойкость, но инструмент более хрупкий.
? ВК20: свойства и где его применяют
ВК20 содержит 20 % кобальта — одна из самых «вязких» марок в линейке.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Твёрдость | 88,5–90,5 HRA |
| Прочность на изгиб | 1800–2200 МПа |
| Плотность | 13,3–13,8 г/см³ |
| Термостойкость | до 800–900 °C |
Благодаря высокой ударной вязкости ВК20 выбирают для тяжёлых условий с ударными и прерывистыми нагрузками:
- буровой и горный инструмент (зубья коронок, долота);
- штамповая оснастка (пуансоны, матрицы, вырубные штампы);
- направляющие и прокатные элементы под высоким давлением и вибрацией;
- пресс-инструмент для выдавливания и прессования композитов и керамики.
⚠️ Почему ВК20 редко используют для фильер и волок
Для волочения проволоки и прутков критична стабильность калибра и максимальная стойкость к абразивному износу. Здесь выигрывают более твёрдые марки с меньшим содержанием кобальта:
- ВК3 (3 % Co) — максимальная твёрдость и минимальная истираемость, подходит для чистовых операций.
- ВК6 (6 % Co) — оптимальный баланс для большинства задач волочения.
- ВК8 (8 % Co) — компромисс между износостойкостью и прочностью, удобен для широкого круга задач.
ВК20 в волочении применяют редко: его высокая вязкость не компенсирует более быстрый износ отверстия и риск потери точности калибра.
? Практические рекомендации по выбору марки
При заказе оснастки важно указывать не только марку, но и:
- требуемую шероховатость и точность отверстия;
- наличие покрытия;
- тип крепления и посадочного места;
- условия эксплуатации (материал заготовки, скорость волочения, смазка).