24 Инструментальная легированная сталь

Инструментальная легированная сталь. Эта сталь идет для изготовления различного инструмента: ударно-штампового, измерительного, режущего. Она имеет ряд преимуществ перед инструментальной углеродистой сталью. Штампы из углеродистой стали обладают высокой твердостью и прочностью, но плохо сопротивляются удару. Метчики, развертки и другие длинные и тонкие инструменты из углеродистой стали при закалке получаются хрупкими, они ненадежны в работе и часто ломаются.

Режущий инструмент - резцы, фрезы, сверла из углеродистой стали при незначительном нагреве (около 200°C) теряют свою твердость, поэтому применение их при обработке металла с большой скоростью резания невозможно. При введении определенных легирующих примесей сталь приобретает красностойкость, износоустойчивость, получает глубокую прокаливаемость; она имеет высокую прочность, твердость и хорошо противостоит ударным нагрузкам.

Важнейшие легирующие примеси инструментальной легированной стали: хром, вольфрам, молибден, марганец, кремний. Содержание углерода в этой стали может быть ниже, чем в углеродистой, и колеблется от 0,3 до 2,3%.

В отдельную группу выделяют быстрорежущие стали. Они применяются для изготовления режущего инструмента – резцов, сверл, фрез. Важнейшие свойства этой стали – высокая твердость и красностойкость до 600°C (такой нагрев вызывается высокой скоростью резания). Благодаря применению быстрорежущей стали повышается стойкость инструмента и увеличивается производительность обработки. Важнейшими легирующими элементами являются вольфрам (в количестве не менее 9%), ванадий (1-2%), хром (не менее 4%). Кроме того, в быстрорежущей стали могут находиться молибден, кобальт и в небольшом количестве – никель.

В настоящее время широко применяются стали марок Р18, Р9, Р9Ф5, Р18Ф2, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18М, Р9М, Р6М5 и др. Буква Р обозначает быстрорежущую сталь. Цифра, стоящая за буквой Р, показывает среднее содержание вольфрама в процентах.

25 Металлокерамическими эти сплавы называются потому, что состоят из металлов, а метод их изготовления напоминает технологию получения керамических (глиняных, фарфоровых и огнеупорных) изделий. Основная масса изделий из твердых сплавов выпускается в виде пластинок для оснащения рабочей части металлорежущего инструмента (резцов, сверл, фрез, разверток) путем напайки или механического крепления к державкам. Вольфрамовые твердые сплавы (например, ВКЗ, ВКЗМ, В Кб, ВК8, ВК8В) применяют при обработке хрупких материалов: чугуна, бронзы, фарфора, стекла. Сплавом ВК6М оснащают режущий инструмент для чистовой и получистовой обработки отбеленных чугу-нов, жаропрочных сталей, пластмасс. Сплавом ВК8В оснащают инструмент для бурения, волочения, чернового точения жаропрочных и нержавеющих сталей. Буква В в конце марки указывает, что сплав крупнозернистый, буква М — мелкозернистый. Титановольфрамовые твердые сплавы (Т5КЮ, Т15К6, Т30К4 и др.) предназначены для обработки вязких материалов: стали, латуни. Сплавом Т5К10, например, оснащают режущий инструмент для чернового точения, а также чернового и чистового строгания сталей (включая стальные поковки, штампованные заготовки и отливки) по корке и окалине. Сплавы ТТ7К12 и ТТ10К8Б используют для тяжелой черновой обработки стальных поковок. Эти сплавы имеют более высокую прочность (ав = 1550 МПа), чем сплавы ТК. Мелкозернистые и крупнозернистые высококобальтовые сплавы ВК20, ВК25, ВКЗО и новые сплавы ВК15В, ВК20В и ВК25В, обладающие высокой прочностью и ударной вязкостью, применяют для изготовле- ния твердосплавных штампов, работающих в условиях больших ударных нагрузок. Стойкость твердосплавных штампов по сравнению со стальными возрастает в 30 — 50 раз, чем достигается большой экономический эффект.

25 Металлокерамические твердые сплавы представляют собой композицию, состоящую из карбидов тугоплавких металлов (вольфрама, титана) и цементирующего металла (кобальта, никеля). Твердые сплавы изготовляют методом прессования из смеси тонко размолотых порошков карбидов и цементирующих металлов с последующим спеканием в вакуумных или в печах с защитной атмосферой при температуре 1360— 1390° С.

Пластинки твердого сплава имеют твердость 87—92 по Роквеллу, по шкале А и достаточно хорошую теплостойкость, что делает их незаменимыми для металлорежущего инструмента.