38) Требования, предъявляемые к инструментальным материалам

Инструментальные материалы, используемые для изготовления режущих инструментов, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. высокая твердость, более чем в 3...4 раза превышающая твердость обрабатываемого материала;

2. высокая теплостойкость - способность сохранять необхо­димую твердость до определенной температуры;

3. высокая износостойкость при повышенной температуре - сопротивляемость износу режущего клина;

4. высокие прочность и формоустойчивость режущего клина. Все известные на сегодняшний день инструментальные мате­риалы условно можно разделить на следующие группы: 1) инст­рументальные стали; 2) быстрорежущие стали; 3) металлокерамические твердые сплавы; 4) сверхтвердые материалы (СТМ); 5) аб­разивные материалы (см. гл. 9).

39. Классификация инструментальных материалов.

39. Инструментальные стали, их свойства и область применения.

Инструментальные стали - это углеродистые и низколеги­рованные стали. Углеродистые стали (С = 0,7...1,3 %) обозначают­ся буквой У и цифрой от У7 до У13, где буква У означает «угле­родистые», а цифра - десятые доли процента углерода. У высоко­качественных высокоуглеродистых сталей, содержащих мало примесей, в конце обозначения ставится буква А, например, У13А.

После закалки в воде и отпуска твердость углеродистых инст­рументальных сталей составляет 61...63 HRC. Эти стали обладают низкой стоимостью и высокой технологичностью, а также высо­кими прочностью и износостойкостью.

Главным недостатком высокоуглеродистых сталей является их низкая теплостойкость, равная 200...250 °С. Поэтому, напри­мер, при резании конструкционных сталей инструментами из уг­леродистых инструментальных сталей средняя скорость резания не превышает 5 м/мин. В этой связи стали У7 и У8 применяют в ос­новном для изготовления слесарных инструментов, а стали У10...У12 - для изготовления режущих инструментов, работаю­щих на низких скоростях резания и ручной подаче.

Для улучшения технологических и режущих свойств углеро­дистых сталей в них вводят в небольших количествах (1...3 %) легирующие элементы (хром, кремний, марганец, вольфрам, мо­либден, ванадий и др.). В настоящее время из таких низколегиро­ванных инструментальных сталей наибольшее применение полу­чили:

• сталь ХВГ - применяется для изготовления длинномерных инструментов, требующих минимального коробления при термо­обработке (протяжки, развертки, метчики и др.);

• сталь 9ХС - применяется для изготовления ручных инстру­ментов (развертки, плашки, фрезы и сверла);

• сталь Х6ВФ - применяется для изготовления резьбонакатных инструментов.

Все низколегированные инструментальные стали за счет вы­сокого содержания углерода (0,9...1,1 %) после термообработки имеют твердость 61...63 HRC, обладают хорошей прокаливаемостью по сечению и несколько повышенной теплостойкостью (до 250...300 °С).