27. Инструментальные материалы

применяют для изготовления трех основных групп инструмента: режущего, измерительного и штампов.

Стали для режущих инструментов изготавливают из углеродистых сталей, легированных, быстрорежущих и твердых сплавов. Углеродистые стали (Х 9, У 11, У 13) должны работать в условиях, когда режущая кромка в процессе работы не должна нагреваться выше 200 градусов цельсия. Она используется для ножовочных полотен и деревоперерабатывающего инструмента, для металлорежущего инструмента(сверла, ме6тчики, фрезы. Плашки. Быстрорежущие стали применяются для изготовления режущего инструмента. Работающего при высоких скоростях резания, и тяжелых условиях, они имеют высокую теплостойкость и твердость). Для улучшения режущих свойств и повышения стойкости их подвергают низкотемпературному цианированию (Р18, Р9К10). Эти стали являются сложнолегированными, обозначаются буквой Р и следующая за ней цифра обозначает содержание вольфрама в целых процентах. Они обладают небольшой теплостойкостью и твердостью, их получают спеканием порошков карбида вольфрама, титана и кобальта.

Стали для измерительного инструмента (калибры, плитки) изготавливают из стали У10, ХВГ, закаливают для стабилизации структуры, подвергают низкому отпуску при температуре 120-140 град. В течении 12-60 часов. Их твердость HRC 62-65

Штампованные стали для инструмента(штампов) работающих в легких условиях У10, У11, У12.

Стали для инструмента горячего деформирования(штампы, деформирующие металл), подвергаются воздействию сложных напряжений, переодическому нагреву и охлаждению рабочей поверхности. Они должны иметь высокие механические свойства, сохраняющиеся и при повышении температуры, стойкими против трещин, глубоко прокаливаться .это марки 5ХНМ, 5ХНВ.

27. Конструкционные материалы

К конструкционным сталям предъявляют требования высоких механических свойств, технологичности в обработке (хорошая обрабатываемость резанием, давлением, сварчеваемость) и дешевизны. Конструкционные стали должны иметь высокую прочность и пластичность, упругость, хорошо сопротивляться ударной нагрузке, изнашиванию, усталости хрупкому разрушению. Углеродистые стали обыкновенного качества применяются для сварных и клепанных конструкций (Ст3кн, 5Ст3кс) . Низколегированные (10ХСНД,18Г2С)- для кожухов доменных печей, арматуры. Цементуемые углеродистые стали (Ст15,20) применяются для изготовления деталей небольших размеров, работающих при малых нагрузках, когда прочность сердцевины не влияет на эксплуатационные свойства (втулка, оси, шпильки) . Цементуемые легированные стали. Стали хромистые (20Х), хромованадиевые (15ХФ), хромоникелевые (12ХН2) применяют для изготовления деталей , работающих на износ при повышенных нагрузках (зубчатые колеса , поршневые пальцы , оси и ролики и т.д. ) Улучшаемы ( среднеуглеродистые ) стали. Стали 35, 45 изготовляют детали , испытывающие небольшие напряжения , требующие повышенной прочности ( коленчатые и распределительные валы , шатуны , втулки , болты гайки) . Хромистые стали ( 40Х, 45Х) благодаря высокой прочности и хорошей прокаливаемости применяются для изготовления (валов, гаек, втулок и т.д.) . Пружинно рессорные стали (60Г, 60С2) обладают высоким пределом упругости и выносливости . Шарикоподшипниковые стали (ШХ15) – достаточная твердость, устойчивость против истирания, достаточная вязкость. Автоматные стали (А12, А20) обладают хорошей обрабатываемостью – резанием , пониженной пластичностью из нею изготовляют малоответственные детали , не требующие высоких механических свойств (крепежные детали, пальцы , втулки).

29 Цианирование- насыщение детали одновременно углеродом и азотом в расплавленной цианистой соли, а в газовой среде -нитроцементацией. В результате цианирования получается высокая твердость и износостойкость поверхности детали с сохранением пластичной сердцевины.цианированию подвергают детали конструкционных углеродистых и легированных сталей с содержанием углерода 0,2...0,4% С

При цианировании детали, нагревают в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий при Т= 820...960 град Цельсия., в результате образуется атоморный азот и углерод, которые диффундируют в стали. После цианирования детали не подвергают закалке ( из-за вредности) , а охлаждают на воздухе, затем проводят закалку и низкий отпуск.

При нитроцементации детали нагревают в газовой смеси. Состоящей из науглероживающего газа и аммиака, таким образом, при нитроцементации совмещают процессы газовой цементации и азотирования. Нитроцементация деталей имеет, следующие преимущества: по сравнению с газовой цементацией- более низкая температура процесса 850..870 ° С, меньшая его продолжительность, большая износостойкость детали, меньше коробление деталей; по сравнению с цианированием- безвредность процесса, возможность регулирования насыщения слоя азотом и углеродом путем изменения количества подачи в печь аммиака и науглерозживающего газа. Процесс нитроцементации, наряду с газовой цементацией является основным методом Х.Т.О. Нитроцементация постепенно вытесняет не только цианирование, но и газовую цементацию. Низкотемператерную нитроцементацию применяют для повышения стойкости режущих инструментов, ей подвергают трущиеся детали машин, работающих при небольших удельных нагрузках: штоки клапанов автомобильных двигателей, втулки, зубчатые колёса небольших размеров.