Từ năm 1915 - 1925 ở Mỹ và Đức đã tiến hành thử nghiệm chế tạo hợp kim cứng (HKC). Ở Liên Xô cũ, HKC ra đời vào những năm 1930 - 1935.
HKC là loại vật liệu làm phần cắt dụng cụ được chế tạo theo phương pháp luyện kim bột, thành phần chủ yếu là Cácbit của một số kim loại khó nóng chảy như Vonfran, Titan, Tantan và được liên kết bởi kim loại cơ bản.
Tính chống chịu cắt của HKC do các pha Cácbit kim loại quyết định. Độ bền cơ học do Coban tạo nên.
Những tính năng cơ bản của HKC so với các loại vật liệu làm dao khác như sau:
- Độ cứng cao: HRA = 80 – 90 (HRC > 70 - 71);
- Độ chịu nhiệt cao: 800 - 1000oC, do đó tốc độ cắt cho phép của HKC có thể đạt đến V >100 m/ph;
- Độ chịu mòn gấp 1,5 lần so với thép gió;
- Khả năng chịu nén tốt hơn chịu uốn (hàm lượng Coban càng lớn thì sức bền uốn càng cao).
HKC được chế tạo thành các dạng theo tiêu chuẩn (các mảnh HKC). Các mảnh đó được hàn, kẹp lên thân dụng cụ tiêu chuẩn. Ngày nay, các mảnh HKC được phủ lên một lớp mỏng vài mirômet bằng các loại cácbít cứng như TiC, TiC/ TiN (Cácbít Titan, Nitrít Titan)…
Để sử dụng hợp lí và có hiệu quả HKC cần chú ý các điều kiện sau: - Lựa chọn HKC cho vật liệu gia công (các nhóm P,K) và theo yêu cầu gia công (gia công thô, gia công tinh, gia công lần cuối…);
- Xác định chế độ gia công (tốc độ cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt…) phù hợp cặp vật liệu (chi tiết gia công - dụng cụ cắt) và yêu cầu gia công cần chú ý đến việc lựa chọn tuổi bền kinh tế;
- Không dùng dung dich trơn nguội (gia công khô) hoặc phải tưới mạnh và nhiều.
Bảng 4.1. Phạm vi ứng dụng của các mảnh HKC
Mác HKC Phạm vi ứng dụng
BK2 Cắt bán tinh, cắt ren, doa lỗ (tiện lỗ) khi gia công gang và vật liệu phi kim.
BK3M Tiện tinh và bán tinh gang, gia công vật liệu cứng
BK4 Tiện thô, phay thô và phay tinh; khoét; cắt đứt khi gia công gang, kim loại màu, vật liệu phi kim, thép chịu nhiệt và thép không gỉ.
BK6M Gia công tinh và bán tinh HKC chịu lửa, thép không gỉ, gang, đồng, chất dẻo…
BK6 Tiện thô (cắt liên tục); tiện bán tinh và tiện tinh (cắt gián đoạn); Tiện ren; phay bán tinh và phay tinh; tiện lỗ; khoét tinh gang, kim loại màu và vật liệu phi kim. BK8 Tiện thô (cắt gián đoạn),phay thô, khoan, tiện lỗ; khoét
lỗ, gia công các vật liệu cứng và hợp kim chịu lửa. BK8B Tiện thô thép không gỉ, hợp kim chịu lửa, bào thép, gia
công thép đúc.
T30K4 Tiện tinh, cắt ren, tiện thô.
T15K6 Tiện thô, và tiện bán tinh (Cắt liên tục), tiện tinh (cắt gián đoạn), cắt ren, phay bán tinh và phay tinh, tiện lổ. T14K8 Tiện thô (cắt liên tục), tiện bán tinh và tiện tinh (cắt
gián đoạn) và phay thô.
T5K10 Tiện thô (cắt gián đoạn), tiện định hình, cắt đứt, bào tinh, phay thô (cắt gián đoạn) tất cả các vật liệu thép cacbon và thép hợp kim.
T5K12B và T17K12
Tiện thô các phôi thép rèn, phôi dập, phôi thép đúc; bào các loại vật liệu thép cacbon, thép hợp kim; gia công các chi tiết thép trên máy nhiều dao với tốc độ cắt nhỏ. TT10K8A Gia công thô và bán tinh vật liệu khó gia công và hợp