Твёрдые сплавы по ГОСТ 3882-74: марки ВК, ТК, ТТК — расшифровка, свойства, применение, группы ISO и соответствие маркам КЗТС

Твёрдые сплавы для режущего инструмента маркируют по ГОСТ 3882-74: буквы показывают состав, а число — долю кобальта или карбидов. В статье разобраны все 27 марок стандарта — расшифровка названия, прочность, плотность и твёрдость HRA, область применения, группы ISO и соответствие современным маркам КЗТС, в том числе с покрытием. Стандарт имеет международный аналог — ИСО 513-75, поэтому марки легко сопоставлять с зарубежными.

Как читать марку: буквы и цифры

Любой спечённый твёрдый сплав — это зёрна тугоплавких карбидов, склеенных кобальтом. Название марки говорит, какие это карбиды и сколько в сплаве связки.

• В — карбид вольфрама (WC), основа всех марок. К — кобальт, связка.
• ВК: число после «К» — массовая доля кобальта в процентах. В ВК6 около 6 % кобальта, остальное — карбид вольфрама.
• ТК: «Т» — карбид титана (TiC), число после неё — его доля, число после «К» — кобальт. Т15К6: 15 % TiC, 6 % Co, остальное WC.
• ТТК: «ТТ» — карбиды титана и тантала вместе, число после них — суммарная доля, после «К» — кобальт. ТТ7К12: 7 % TiC+TaC и 12 % кобальта.

Буквы после дефиса описывают структуру или назначение. Сам стандарт их не расшифровывает, поэтому значения приведены по справочной литературе:

• М — мелкозернистая структура, ОМ — особо мелкозернистая (ВК6-М, ВК6-ОМ);
• В — крупнозернистая, ВК после дефиса — особо крупнозернистая (ВК8-В, ВК8-ВК): эти марки в стандарте предназначены для горного инструмента;
• КС — крупнозернистая основа особого получения для штамповки и высадки (ВК10-КС, ВК20-КС);
• Х — легирование хромом (ВК10-ХОМ); буква Б в ТТ10К8-Б в стандарте не поясняется.

Цифры в названии — номинальные: в текстах стандарта графы с химическим составом нет, а у некоторых марок реальный состав заметно отличается от «прочитанного» (в справочниках у Т5К10 указывают около 6 % TiC и 9 % Co). Поэтому при выборе опирайтесь на свойства из таблицы ниже, а не на цифры в названии.

Сводная таблица марок по ГОСТ 3882-74

В таблице — все 27 марок в порядке возрастания числа в названии. Прочность на изгиб и твёрдость в стандарте заданы как минимально допустимые, плотность — диапазоном. Прочность приведена в Н/мм² и в кгс/мм² (в скобках).

Примечания к таблице: в стандарте она напечатана с названием «ВК6М» (без дефиса), а в приложениях — «ВК6-М»; здесь везде «ВК6-М». Т8К7 в стандарте стоит в группе ТТК, хотя по названию это двухкарбидный сплав вроде ТК. Код ОКП, который есть в стандарте, мы не приводим: для ТТ7К12 в печатном тексте он ошибочно совпадает с Т14К8 (поправка издателя: 19 6621).

Три группы сплавов и чем они отличаются

Вольфрамовые (ВК). Это самая прочная группа и самая широкая по составу: от ВК3-М (HRA 91,0; 1176 Н/мм²) до ВК20-КС (HRA 82,0; 2107 Н/мм²). Девять единиц твёрдости обменяны на рост прочности почти вдвое. Внутри группы действует простое правило: больше кобальта — прочнее и вязче, но мягче и менее износостойко. По стандарту ВК — это серый чугун, цветные металлы и неметаллы, а также нержавеющие, жаропрочные стали и сплавы на основе титана.

Титановольфрамовые (ТК). Карбид титана делает сплав твёрже и жаростойче, но хрупче и легче. Сравните ВК8 и Т14К8 с одинаковыми 8 % кобальта: у Т14К8 твёрдость выше на 1,5 единицы HRA (89,5 против 88,0), зато прочность на изгиб ниже примерно на четверть (1274 против 1666 Н/мм²). Самый твёрдый сплав стандарта Т30К4 (HRA 92,0) одновременно и самый хрупкий (980 Н/мм²). Плотность у ТК заметно ниже — 9,5–13,1 против 13,4–15,3 г/см³ у ВК. Область применения — углеродистые и легированные стали.

Титанотанталовольфрамовые (ТТК). Добавка карбида тантала возвращает прочность: ТТ8К6 при тех же 6 % кобальта прочнее Т15К6 (1323 против 1176 Н/мм²) и не уступает ей по твёрдости. Такие марки рассчитаны на тяжёлые условия — удар, корку, непостоянное сечение среза, фрезерование — и на труднообрабатываемые материалы. В стандарте ТТК занимают позиции от P25 до P50, а также часть групп M и K10.

Область применения по маркам: резание

Приложение 1 к стандарту носит рекомендательный характер. Ниже его содержание для режущего инструмента пересказано своими словами. Марок ВК4-В, ВК6-В, ВК8-В, ВК8-ВК, ВК10, ВК11-В, ВК11-ВК, ВК20, ВК10-КС и ВК20-КС для резания металлов в приложении нет — это горные, волочильные и штамповые марки (см. ниже).

Примечание. Для ТТ7К12 в приложении напечатаны два близких абзаца: в первом сечение среза неравномерное и добавлено сверление, во втором сечение равномерное и добавлено тяжёлое фрезерование. Похоже на опечатку; мы объединили их, а различие советуем проверять по вашему техпроцессу.

Группы применения ISO: P, M, K и индекс

Приложение 2 стандарта — обязательное: оно делит сплавы на три основные группы резания по обрабатываемому материалу и типу стружки. P (синий цвет маркировки) — сталь и стальное литьё со сливной стружкой, M (жёлтый) — универсальные марки для нержавеющих, жаропрочных и других «трудных» материалов, K (красный) — чугун, цветные металлы, неметаллы со стружкой надлома. Группы N, S и H в этой редакции стандарта отсутствуют: они появились позже в самом ISO 513. Подробно о них, о цветах и покрытиях — в статье Сменные многогранные пластины.

Группа применения записывается буквой и индексом: P10, M20, K30. Чем больше индекс, тем выше прочность сплава, допустимые подача и глубина резания и тем ниже износостойкость и допустимая скорость. Стандарт разрешает вводить одну промежуточную группу между соседними (например, K15 между K10 и K20) и подгруппы вида P01.1, P01.2. Для пластин с покрытием к группе добавляют букву C: P30C, K20C.

Стандарт отдельно оговаривает «неблагоприятные условия» (в таблице отмечены звёздочкой): переменная глубина резания, прерывистая подача, удары и вибрации, литейная корка и абразивные включения в заготовке.

Соответствие ГОСТ-марок группам ISO

Приложение 5 к стандарту (справочное) прямо сопоставляет марки со стандартов стран СЭВ с группами применения. Для советских марок оно выглядит так:

Из таблицы видно главное: одна марка может стоять в нескольких группах (ВК8 — в K30, K40 и M40; ТТ7К12 — в P40, P50 и M40), а сталь покрывает линейка Т30К4 → Т15К6 → Т14К8 → Т5К10 → ТТ7К12. Не вошли в приложение ВК10, ВК15, ВК20 и Т8К7: они применяются в других областях. Группа M05 есть только здесь — в приложении 2 её нет, там группы M начинаются с M10.

Современные марки КЗТС и их аналоги по ГОСТ

Кировградский завод твёрдых сплавов (КЗТС) параллельно с названиями по ГОСТ выпускает свою линейку марок. Первая буква показывает тип основы: A — особомелкозернистый ВК, B — среднезернистый ВК, H — легированный среднезернистый ТК, T — легированный ТТК (с добавкой карбидов тантала и ниобия). Для марок без покрытия производитель указывает аналоги по ГОСТ и диапазоны ISO:

Диапазоны производителя шире, чем «точки» стандарта, но центрированы на них: Т15К6 стоит в P10 по стандарту и в P05–P20 у производителя, ВК8 — в K30 по стандарту и в K20–K35 у производителя. Такие различия нормальны: ISO задаёт ориентир, а не жёсткую границу, и в разных каталогах границы могут расходиться на шаг. Кроме того, в каталоге напайных пластин КЗТС есть собственные марки вне ГОСТ 3882: ВП322 (для коррозионно-стойких, жаропрочных и титановых сплавов, легированных чугунов) и МС221 (нержавеющие и жаропрочные стали, стальное литьё). О напайных пластинах и их маркировке — в статье Пластины твердосплавные напайные, о сменных пластинах по ГОСТ 19042-80 — в Пластины сменные многогранные по ГОСТ 19042-80.

Сплавы с покрытием: как читать код марки КЗТС

Марки с покрытием у КЗТС называют по единой схеме из четырёх частей, например T C 20 PT-P. Латинские буквы нужно различать: в названиях марок используются A, B, H, T, C, P.

Примеры расшифровки по этой схеме:

Что дают сами покрытия — CVD и PVD, толщина, слои — разобрано в статьях Покрытия инструмента и Сменные многогранные пластины. Здесь важно другое: число в коде уже говорит, к какой части шкалы ISO относится сплав, а третья буква покрытия — к какой группе материалов он ближе. Диапазоны отдельных марок в разных каталогах отличаются на шаг, поэтому точные значения берите из паспорта выбранной марки.

Как выбрать марку

Порядок выбора по ГОСТ 3882-74 — четыре шага:

1. Материал заготовки и стружка. Сталь со сливной стружкой — группа ТК или ТТК (P). Чугун, цветные металлы, неметаллы — ВК (K). Нержавеющая сталь, жаропрочные и титановые сплавы — ВК с повышенной вязкостью или ТТК (M и «трудные» материалы).
2. Вид операции. Чем тоньше и стабильнее срез, тем меньше число в группе и тем твёрже марка: Т30К4, Т15К6, ВК3, ВК6-ОМ. Чем грубее обработка, тем больше число и прочнее марка: Т14К8, Т5К10, ВК8, ТТ7К12.
3. Условия. Прерывистое резание, корка, раковины, вылет и вибрации требуют перейти на шаг-два выше по индексу. Стабильные условия и жёсткая система позволяют брать твёрдую марку и выигрывать в стойкости.
4. Покрытие и режимы. Если нужна высокая скорость — марка с покрытием; режимы — по паспорту пластины и калькулятору Калькулятор режимов резания.

Если материал и операция уже известны, сначала смотрите по группам: подбор по материалам собран в статье Инструмент по обрабатываемому материалу. Для титановых сплавов и чистового точения аустенитной нержавейки не берите ТК-марки без тантала (Т15К6, Т5К10 и подобные): по справочным данным титан схватывается с карбидом титана и режущая кромка быстро разрушается.

Типовые ошибки при выборе

• Самая твёрдая марка «чтобы служила дольше». На прерывистом резании или по корке такая кромка выкрашивается и ломается: нужна марка на шаг-два прочнее, то есть с большим индексом.
• Слишком прочная марка на чистовой операции. Кромка быстро изнашивается по задней поверхности, теряет размер и качество поверхности: нужна более износостойкая марка.
• Нестабильная подача СОЖ при прерывистом резании. Перепады температуры дают сетку мелких трещин перпендикулярно кромке — термотрещины. СОЖ нужно подавать либо обильно и постоянно, либо не подавать совсем.

Монолитный инструмент и пластины

Концевые фрезы, свёрла и развёртки целиком из твёрдого сплава делают из мелко- и особомелкозернистых ВК: в стандарте для этого указан ВК10-ХОМ, а на практике используют и ВК6-ОМ, и современные субмикронные марки. Таблицы твердосплавных концевых фрез по ГОСТ — в статье Фрезы концевые твердосплавные. Для сменных и напайных пластин марка записывается отдельно от формы: форма и размер задаются стандартом на пластину, а марка — стандартом на сплав, то есть ГОСТ 3882-74.

Горный инструмент, волочение и штамповка

Значительная часть марок ВК стандарта — не режущая. Для горного инструмента применяют крупнозернистые сплавы, а подбирают их по коэффициенту крепости породы по шкале Протодьяконова (f). Для оснащения бурового инструмента стандарт рекомендует следующие марки:

Приложения 3 и 4 дают для горного инструмента собственную шкалу групп B01–B40 (по СТ СЭВ 1251) и соответствие национальных обозначений стран СЭВ: чем выше индекс группы, тем крепче порода и тем прочнее нужен сплав. Колонка «Группа СЭВ» в таблице выше — оттуда.

Для бесстружковой обработки и быстроизнашивающихся деталей стандарт называет следующие марки:

Частые вопросы

Чем заменить Т15К6?

По приложению 5 это группа P10. Ближайший современный аналог в линейке КЗТС — H10 (диапазон P05–P20), другие производители предлагают для P10 свои марки с покрытием. Если нужна большая вязкость (прерывистое резание, нежёсткая система), переходите на шаг вверх — Т14К8 (P20). Если нужна чистовая обработка при малой подаче — на шаг вниз, Т30К4 (P01), но помните, что он самый хрупкий в стандарте. Заменять Т15К6 вольфрамовой маркой ВК для стали, как правило, не стоит: ВК прочнее, но на стали быстрее изнашивается.

ВК8 или Т5К10 для нержавейки?

Т5К10 рассчитан на углеродистые и легированные стали (P30) и в приложении 1 нержавейку не упоминает. ВК8 для нержавеющих, высокопрочных и жаропрочных сталей и титана прямо указан в стандарте. Для чернового и ударного резания берут ВК8 или близкие по группе M марки (ВК10-ХОМ, ТТ10К8-Б), для чистового — ВК6-ОМ. Подробнее по материалам — в статье Инструмент по обрабатываемому материалу.

Чем отличаются ВК6, ВК6-М и ВК6-ОМ?

Кобальта во всех трёх одинаково, различается размер зерна карбида. ВК6: HRA 88,5, прочность 1519 Н/мм². ВК6-М (мелкое зерно): HRA 90,0, прочность 1421 Н/мм². ВК6-ОМ (особо мелкое зерно): HRA 90,5, прочность 1274 Н/мм². Чем мельче зерно, тем твёрже сплав и острее может быть кромка, но ниже прочность на изгиб. Поэтому ВК6-ОМ — чистовые операции и монолитный мелкоразмерный инструмент, а ВК6 — черновые.

Что значит ВК8-В и можно ли им точить?

«В» — крупнозернистая структура: у ВК8-В прочность выше, чем у ВК8 (1813 против 1666 Н/мм²), но твёрдость ниже (86,5 против 88,0 HRA). В стандарте эта марка отнесена к горному инструменту — ударному бурению крепких пород с f до 14. Для точения металлов в приложении 1 ее нет, для резания берут ВК8.

Почему твёрдость сплавов указывают в HRA?

Так принято в стандартах на твёрдые сплавы: используется шкала A Роквелла (алмазный конус, нагрузка 60 кгс). Шкалу C с большей нагрузкой для таких материалов не применяют, а пересчёт HRA в HRC возможен только приблизительно. Важно сравнивать марки между собой в одной шкале: разница в одну-две единицы HRA — это уже разные марки.

Одна марка — одна группа ISO?

Нет. Стандарт ставит ВК8 сразу в K30, K40 и M40, а производитель — шире: K20–K35, M25–M40, S20–S30. Значение, которое вы видите в карточке или каталоге, нужно понимать как диапазон применения, а не как точку.

Связанные статьи

• Пластины твердосплавные напайные — напайные пластины: номера и марки по ГОСТ 25393–25426-90;
• Пластины сменные многогранные по ГОСТ 19042-80 — сменные многогранные пластины по ГОСТ 19042-80;
• Сменные многогранные пластины — ISO-группы P, M, K, N, S, H, покрытия и выбор марки пластины;
• Покрытия инструмента — покрытия инструмента: TiN, TiCN, TiAlN, AlTiN и другие;
• Инструмент по обрабатываемому материалу — инструмент по обрабатываемому материалу;
• Фрезы концевые твердосплавные — твердосплавные концевые фрезы: таблицы размеров и шифров.

Смотрите также: Твёрдые сплавы по ГОСТ 3882-74.