Легірленген аспапты болаттар.

Аспап жасайтын болаттардың қаттылығы, тозуға, беріктігі мен жылуға төзімділігі де жоғары болуы керек. Шынықтырылуы оңай өтуі қажет. Бұл қасиеттеріне қарай болаттардан кескіш, соғу штампын және өлшеу аспаптарын жасауға болады.

Кесу кезінде кескіш аспаптар жиегі 500°-900°С дейін қызады, қызғанда аспап кесу қабілеті мен жоғарғы қаттылығын жоғалтпауы керек. Бұл қасиет аспаптық болаттардың негізгі қасиетіне жатады да оны жылуға төзімділігі (қызылды төзімділік) дейді. Бұл болаттардың жылуға төзімділігі 300°С аспайды.

Аз легірленген аспап болары құрамында қосып есептегенде қоспалы элементтер мөлшері 1-6%, ал көміртегі 0,9-1,2%-ға дейін болады. Бұл болаттардың шынықтырылғыштығы жақсы болады, МЕСТ 5950-83 бойынша X, 9ХС, ХВСГ, ХГ, ХВГ, 9ХВСГ, 9ХВГ, 9Х5ВФ, ХВ5 маркалар шығарылады. Мұндағы негізі қоспалы элементтерге хром, вольфрам, ванадий кіреді. Бұл қоспалы элементтер карбит түзейтіндерге жатады, болаттың шынықтыру қаттылығын жоғарылатады және оның төзуға төзімділігін арттырады.

Бұл болаттардың термиялық өңдеуіне 800⁰-850⁰ С температурасындағы майда шынықтыру мен 150° - 200°С төменгі жұмсартудан тұрады, бұл температураны соғу аспаптарына 300°С көтереді. Жоғары берілген болаттардан ұңғылағыш (развертка), жонғыш (фреза), бұрғы (сверло), үңгі (зенкер), бұрандаойғыш (метчик), тартажонғыш (протяжка), сотан (пуансон), сымкөз (фильера, волока) және басқалар жасалады.

Тез кескіш болаттар жоғарғы жылдамдықта жұмыс істейтін аспаптар жасауға қолданылады, былай айтқанда кескіш жылдамдығы болаттарға қарағанда 3-4 есе артық. Бұл болаттардың негізгі қоспалы элеметіне вольфрам жатады, ол 18% дейін, 0,7-1,5% дейін оттегі, 4,5% дейін хром, 5% дейін Мо, 10% дейін Со (кобальт). Тез кескіш болаттардың көп тараған маркаларына МЕСТ 265-73 бойынша Р18, Р9, МЗ, Р9М5, Р12, Р6МЗФ2, Р18Ф2, Р9К5, Р9КЮ, Р10, К5Ф5, Р18Ф2К5, Р4, Р7Т жатады.

Марка белгіленуіне Р әрпі «Раnиg» - жылдамдық деген сөзден алынған, одан кейінгі сан құрамындағы вольфрамның орташа мөлшерін көрсетеді, ал қалған әріптерден кейінгі сандар құрамына кіретін элементтер мөлшері.

Тез кескіш болаттар кесу қасиетіне байланысты үш топқа бөлінеді: қалыпты өнімділікті, көтеріңкі өнімділікті, өнімділігі төмен. Қалыпты өнімділікті болаттарға Р18, Р9, Р18Ф2, Р12, Р6МЗФ2 маркалары жатады. Бұл топқа кіретін болаттардың жылуға төзімділігі 620⁰ С дейін болады (қызыл төзімділігі), мұндай температурада қаттылығын НRС 60 төмен түсірмей сақтайды.

Бұлар жақсартудан өткен конструкциялық болаттар мен қаттылығы НВ=300 аспайтын шойындарды кесуге қолданылады. Өнімділігі жоғары болаттардың қызылды төзімділігі 650°С дейін және қиын өңделетін материалды кесуге қоданылады. Бұл топтағы болаттар құрамына вольфрамнан басқа әжептеуір мөлшерде ванадий мен кобальт кіреді. Бұл болаттарға Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18Ф2К5 маркалары кіреді.

Өнімділігі төмен болаттардың төзімділігі қызылды төзімділігі 600⁰ С дейін болады. Бұл болаттарға Р4 мен Р7Т маркалары жатады, олардан бұрандаойғыштар (метчиктер), темір кескіш ара пышақтары, ағаш өңдеу аспаптары және т.б. жасалады.

Бұл болаттардың жоғарғы кескіш қасиеттері термиялық өңдеуден, яғни шынықтыру мен жұмсартудан кейін пайда болады. Бұл болаттардың құрылымы бойынша ледебуритті класқа жатады. Алынған құйманы әуелі шыңдайды, сосын 860-900⁰С температурасында жұмсартады. Жұмсартудан кейін болаттың құрылымы сорбиттен, аустениттен бөлінген екінші майда карбиттен және эвтектикаға кіретін өте ірі алғашқы карбиттерден тұрады. Ең соңғы термиялық өңдеуден кейін керекті қасиетті болат алынады. Мысалы, Р18 болат шынықтыруын 1250 - 1280°С температурасына дейін қыздырып, май арасында суытады. Қыздыру температурасы жоғары болған сайын, қоспалы элементтер аустенитте ериді, сондықтан мартенситгегі қоспалы элементтер мөлшері көп болады.

Тез кескіш болаттардың жылу өткізгіштігі өте төмен, сондықтан оларды қыздыру сатылы жүргізіледі: аспапты әуелі 500-600⁰ С температуралы тұзды астауда, сосын температурасы 800⁰С-қа тең астауда және содан кейін үшінші астауда 1200⁰С дейін қыздырады. Шынықтырылғаннан кейін болаттың құрылымы мартенситтен және қалдықты аустениттен (30% дейін) тұрады. Қаттылығы НRС 60-62. Құрамындағы аустенит кескіш қасиетін төмендетеді, сондықтан аспап 560⁰С температурасында үш ретті жұмсартудан өтеді. Бұл өңдеуден кейін қалдықты аустенит саны 2-ден 3% дейін азаяды да, қаттылығы НRС 64-65 дейін артады. Шынықтыру мен жұмсарту арасында суықпен өңдеу (-80⁰-100⁰С) жүргізіледі, ол аспап дайындау процесін қысқартады.

Тез кескіш болаттардан оның қымбаттылығына байланысты кескіштің жұмысшы бөлігін ғана жасайды, ал аспап тұлғасы көміртекті аспап болаттан жасалады.

Соғу штампты аспаптар жасауға арналған легірленген болаттар.

Бұл болаттың қаттылығы мен тозуға төзімділігі жоғары болуы қажет. Штампты болаттар МЕСТ 5950-73 бойынша маркаланады. Суықтай штамптау штамптарын жасауға қолданылатын болаттар жоғарыда айтылған қасиеттерден басқа термиялық өңдеуде аз деформациялануы қажет, өйткені штамп өзгереді.

Штампты дайындау үшін X, Х9, 9ХС, ХЮМ, ШХ15, ХВ2, Х12Ф, ХГЗСВ және т.б. қолданылады. Егер штампқа соққы күштері әсер ететін болса, онда штамптар жасауға 4ХС4, 4ХВС, 5ХНМ, 5ХГМ маркалы болаттар қолданылады. Бұл болаттардың тұтқырлығы жоғары.

Егер штамптар тозу мен қысым жағдайында жұмыс істесе, онда штамптарды Х12, XI2Ф, ХГЗСВ болаттарынан жасайды. Бұл болаттардың қаттылығы шынықтырумен 480°-580°С температурасында жұмсартудан кейін НRС 38-45-ке тең болады.

Ыстыққа деформацияланатын штамптар жасауға арналған болаттардың жоғарыда айтылған қасиеттерден басқа жылуға, ыстыққа төтімділігі, термотөзімділік қасиеттері және жылу өткізгіштігі жоғары болуы қажет. Бұл қасиеттер болатты 600°С дейін қыздырғанда сақталуы тиіс, ол үшін болаттарға хром, Мо және вольфрам, ал шынықтырғыш қасиетін арттыру үшін никель мен марганец қосады. Құрамындағы көміртегі онша көп емес (0,5-0,6% С), ол соғу тұтқырлығын қамтамасыз етеді.

Шынықтыру мен жоғарғы жұмсартудан кейін мұндай болаттардың қаттылығы НВ 350-450 тең болады. Бұл болаттаға 5ЖНМ, 5ХГМ, 5ХНВ маркалары жатады.

Өлшеуіш аспап өз формасы мен өлшемін ұзақ уақыт сақтауы, беріктігі, қаттылығы, тозуға төзімділігі жоғары және сызықша ұлғаю коэффициенті төмен болуы керек. Өлшеуіш аспаптар үшін маркалары V8, V12, X, Х19, ХГ көміртекті және т.б. цементтейтін, азоттайтын болаттар қолданылады. Шынықтырудан соң аспаптарды төмен температурада жұмсартады.

Қолданылған әдебиет:

1.Сыздыков О.С. Конструкңиялық материалдар технологиясы, Алматы, 1993г. 19-24бет.

2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение.- М.: Машиностроение, 1980.-С.484.

3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Металловедение и термическая обработка металлов.-М.: Металлургия, 1983.406с.

№ 6 Дәріс