№1

Инструментальные стали и основные требования к ним

Материал режущей части инструмента находится во взаимодействии с обрабатываемым материалом. Он оказывает большое влияние на процесс резания и достижение высокой производительности. Поэтому инструментальные материалы должны обладать следующими свойствами:

1. высокой твёрдостью после ТО

2. высокой теплостойкостью (способностью сохранять высокую твёрдость после ТО). HRC58 при нагреве

3. высокой износостойкостью

4. возможно более высокой прочностью. Прочность материала оценивается сопротивлением на изгиб:_изг

5. удовлетворительными технологическими качествами: инструментальный материал должен хорошо поддаваться ковке, ТО, шлифованию, заточке и т. д.

6. сравнительной дешевизной и отсутствием остродефицитных элементов.

Все инструментальные стали разделяются на: углеродистые, легированные и быстрорежущие.

В углеродистых сталях основным элементом, определяющим режущие свойства, является углерод. Наиболее распространённые марки – У10, У12А. Цифрами указывается содержание углерода в десятых долях %.

Эти стали обладают высокой твёрдостью(HRC=62-65), низкой теплостойкостью(220С).

Применяются эти стали редко: для метчиков, лерок, для свёрл малых диаметров, для инструментов, работающих со скоростью 8-10 м/мин и т.д.

Легированные инструментальные стали. В состав этих сталей наряду с углеродом входят легирующие карбидообразующие добавки хрома, вольфрама, ванадия. Они имеют повышенное содержание Mn, Si. Это стали:9ХС, ХВГ, ХВ5, Х12, Х12М. По сравнению с углеродистыми эти стали обладают большей износо- и теплостойкостью и применяются для изготовления ручных инструментов, протяжек, фрез. Допускаемая скорость резания в 1,5р. выше, чем в углеродистой стали. Но они не позволяют достичь большой производительности, т.к. теплостойкость у них 350-400С.

Быстрорежущие стали Инструменты из этих сталей могут работать со скоростями 20-40 м/мин. Основой высоких режущих свойств этих сталей является наличие в стали Wo, хрома, ванадия. Это стали: Р9, Р18, Ф2К5, Р10Ф5Х5.

Ф2К5, Р10Ф5Х5 – стали повышенной производительности.

Твёрдые сплавы. Их получают методом порошковой металургии в виде пластинок или коронок путём спекания в электрических печах при t=1500С. Основными компонентами таких сплавов являются: карбид вольфрама, карбид титана, карбид тантала, а связывающим элементом является кобальт. Установлено, что прочность твёрдых сплавов возрастает при воздействии на них перед спеканием ионизированного и радиоактивного излучения. Режущие свойства твёрдых сплавов не изменяются при нагреве 800-900С. Поэтому они применяются для обработки твёрдых и закалённых сталей.

Недостатком твёрдых сплавов является их хрупкость. Сплавы с малым %-ым содержанием Со (ВХ2, ВХ3, ВХ4) обладают меньшей вязкостью. Они применяются для инструментов, срезающих тонкие стружки на чистовых операциях. Сплавы с большим содержанием Со (ВК8, Т14К8, Т15К10) являются более вязкими. Они применяются для снятия стружек большого сечения на черновых операциях.

Минералокерамика .Основу её составляет технический глинозём с небольшой (до1%) добавкой окиси Mg (MgO), подвергнутый спеканию при t=1720-1750С. Твёрдость минералокерамики HRA 91-93, теплостойкость 1200С. Минералокерамика уступает металлокерамике по теплопроводности и её предел прочности на изгиб в 2-4 раза ниже, чем у металлокерамики. Минералокерамика используется в том случае, когда отсутствует ударная нагрузка.

Алмазы. Алмазы и алмазные инструменты широко используются при обработке различных материалов. Для алмазов характерны: высокая твёрдость и износостойкость, но алмазы весьма хрупкие. Для изготовления режущих инструментов применяются искусственные алмазы (вес0,1-1/8 карат). Из-за малости размеров эти алмазы не пригодны для изготовления инструментов, типа свёрл, они используются для изготовления порошков, алмазных шлифовальных кругов.

Рубин и лейкосапфир. В качестве инструментального материала применяется синтетический корунд в виде рубина и монокристаллы бесцветного корунда или лейкосапфира. Рубин и лейкосапфир применяются для изготовления резцов, шлифовальных кругов и паст. Инструменты, изготовленные из них, рекомендуется применять для обработки цветных металлов.

№2