№27. Инструментальные материалы.

Режущий инструмент работает в условиях больших нагрузок, высоких температур, высоких коэффициентах сухого трения. И они должны обладать особыми свойствами:

• Твердость должна быть на 20-30% выше твердости обрабатываемого материала.

• К расностойкость – способность материала сохранять высокую твердость при высоких температурах.

Инструментальные стали.

1.углеродистые инструментальные C (углерод)=0,9-1,3% (У10А, У11А, У12А). У них твердость в закаленном состоянии HRC 60-62, но низкая красностойкость 200-250C., V_р=15-18м/мин. Используются для изготовления ручного режущего инструмента (метчики, напильники).

2.легированные инструментальные.: Сr, W, Vo, Ni, C (добиваются повышенных режущих св-в. (XBГ, 9XC, XГ); HRC 62-64; красностойкость 250-300C; V_р=15-25м/мин. применяются для сложного фасонного режущего инструмента.

3.быстрорежущие до 19% W,Co,Cr; HRC 62-65; красностойкость 600-700C; V_р до 80 м/мин. Применяются в виде пластинок, насажденных на державку.

Металло- и минералокерамика.

Металлокерамические твердые сплавы.

Это твердый раствор карбидов WC, TiC, TaC в кобальте Co. Получаются методом порошковой металлургии.

В основном используются в виде пластинок разных форм, которые насаживаются на державку.

1. вольфрамовые ВК ВК2 ВК6 ВК8 ВК15 (содержание Со). Обр-ка чугунов, тв. металлов.

2. титановольфрамовые ТК Т30К4 Т15К16 Т5К10 . Обр-ка сталей.

3. титано-танталовольфрамовые ТТК ТТ17К2 ТТ10К8

Пластинки твердых сплавов обладают высокой твердостью. HRC 86-92. (по шкале А), красностойкость 800-1000С, V_р до 400 м/мин. Большой недостаток – высокая хрупкость.

П оворачивают

В ыпускаются сменные многогранные пластинки СМП. Бывают 4-гранные, пяти. Крепят механическим способом. Для повышения стойкости наносят специальные пленки.

Твердые сплавы – основной инструментальный материал для самого широкого круга инструментов. Позволяет обрабатывать самые вязкие и стойкие стали и сплавы.

Минералокерамика

Синтетический материал на основе глинозема Al₂O₃. Получают пластинки большой твердости HRC 91-93, высокая красностойкость 1200С, высокая износостойкость. Применяется в пластинках СМП, но очень хрупкий материал, только в чистовой обработке (в основном точение), без ударов и вибрации. ЦМ-322.

Синтетические сверхтвердые материалы (СТМ).

В их основе лежит кубический нитрид бора с добавлением Al₂O₃. Композит: эль бор, гексанит.

П ри высоком давлении и высоких температурах происходит спекание нитридов, которые синтезируются в виде столбиков h=4-6мм. Эти материалы по твердости близки к алмазу ~на 10% меньше. По красностойкости превосходят алмаз 1300-1400С. V_р около 500м/мин (сталь). V_р около 1000м/мин (цв. сплавы)

Но большая хрупкость.

Абразивные материалы

Применяются для изготовления абразивных инструментов, применяемых при абразивной обработке, которая обеспечивает получение наивысшей точности и чистоты поверхности. 0,5-1 мкм, R_а 0,06 мкм

Их получают в виде хрусталиков, все искусственные. Материал имеет высокую твердость, красностойкость 1800-2000С, V_р=100м/с

Электрокорунд.

Al2O3, Недорогой, светлого вида, средней твердости. Применяется для обработки сталей.

Карбид кремния SiC.

Получается искусственным путем. Порошок зеленого цвета (или черного). Более твердый материал, но менее прочный. Применяется для обработки чугунов, для заточки твердосплавного инструмента.

Синтетический алмаз

Мелкие кристаллы. Порошок светло-серого цвета. Применяются для механической обработки, шлифования твердых и хрупких материалов, заточки твердосплавного инструмента. Но низкая красностойкость 700С

Нитрид бора.

Синтетический сверхтвердый. Применяется для обработки стальных, вязких деталей.