13. Минералокерамика и сверхтвёрдые материалы. Марки, свойства, хим. Состав, область применения.

Минералокерамические инструментальные материалы обладают высокой твердостью (HRA 90—94), теплостойкостью до 1200° С и износостойкостью и в ряде случаев значительно превосходят по стойкости и производительности твердые сплавы. Их основой является окись аллюминия(А12О3 ),в состав которого иногда входят такие металлы, как вольфрам, титан, молибден, тантал, хром или их карбиды. Главными недостатками режущей керамики являются ее высокая хрупкость, низкая ударная вязкость и плохая сопротивляемость циклическим изменениям тепловой нагрузки. Они используются при получистовой и чистовой обточке и расточке деталей из высокопрочных и отбеленных чугунов, закаленных и труднообрабатываемых сталей, некоторых цветных металлов и их сплавов, а также неметаллических материалов с высокими скоростями резания без применения СОЖ, в условиях резания без толчков и ударов. Высокая теплостойкость позволяет применять скорости резания, значительно превышающие скорости резания твердосплавным инструментом(до 500м/мин), что является ее основным достоинством. Наиболее высокие режущие свойства имеют пластинки из керамики марки ЦМ332, которую получают из тонкоизмельченного электрокорунда (размер зерна 1—2 мкм).

Оксидно-карбидную керамику получают введением в состав ее основы (А12О3) легирующих добавок карбидов хрома, титана, вольфрама, молибдена и сложных карбидов этих металлов. Это повышает предел прочности керамики на изгиб до 450...700 МПа, но несколько снижает ее теплостойкость и износостойкостъ. Серийно выпускается керамика марок В3 и ВОК-60 и опытные марки ВОК-63, ВШ-75.Режущая керамика изготовляется в виде пластинок, которые крепятся к корпусу инструмента механическим путем, напаиваются или соединяются с корпусом с помощью клея. Пластинки из минералокерамики могут подвергаться отжигу. В результате отжига пластинок марок ВОК-60 и ВОК-63 стойкость их повышается в два—четыре раза по сравнению с неотожженными.

СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

К режущим сверхтвердым материалам относятся природные (алмаз) и синтетические материалы. Самым твердым из известных инструментальных материалов является алмаз. Он обладает высокой износостойкостью, хорошей теплопроводностью, небольшим коэффициентом трения и малой адгезионной способностью к металлам, за исключением железа и его сплавов с углеродом. Наряду с высокой твердостью алмаз обладает и большой хрупкостью. Алмаз обладает высокой теплопроводностью, что благоприятствует отводу теплоты из зоны резания и обусловливает его малые тепловые деформации. К недостаткам алмазных инструментов также относится их высокая стоимость (в 50 и более раз сравнительно с другими инструментами) и дефицитность. В то же время алмазный инструмент отличается высокой производительностью и длительным сроком службы (до 200 ч) при обработке цветных металлов и их сплавов, титана и его сплавов, а также пластмасс на высоких скоростях резания. При этом обеспечиваются высокая точность размеров и качество поверхности, что, как правило, исключает необходимость операции шлифования обрабатываемых деталей.

Различают природные (А) и синтетические (АС) алмазы. Природные алмазы применяются для изготовления лезвийного инструмента (резцы, сверла, фрезы). Синтетические алмазы получают путем перевода углерода в другую модификацию за счет значительного объема исходного графита в условиях высоких температур (~2500° С) и давлений (~1 000 000 МПа).

Синтетические алмазы можно получить с различной твердостью, прочностью и другими свойствами, изменяя параметры технологического процесса их изготовления, чем они выгодно отличаются от природных алмазов. Синтетические алмазы тверже природных. Вершины режущих элементов синтетических алмазов более остры. Выпускают синтетические алмазы марки АСБ и АСПК.

Сверхтвёрдые материалы имеют название – эльбор(кубический нитрид бора), каждая его марка имеет вполне определенную область применения которая определ. условиями резания обраб. материала с себестоим. обработки.