3.6. Режущая керамика (минералокерамика).

В настоящее время нашей промышленностью освоен выпуск режущей керамики в виде многогранных неперетачиваемых пластинок (по ТУ48-19-65-73 трех - четырехгранной, ромбической и круглой формы). Пластины из режущей керамики, также как и из твердого сплава, получают методом порошковой металлургии.

Выпускается 2-а типа керамики - оксидная и оксидно-карбидная. Оксидная керамика ЦМ 332, В013 состоит из окиси алюминия Al₂ O₃ (99,2%) и окиси магния Mg О (0,8%).

В оксидно-карбидной керамике, помимо Al₂ O₃ есть значительные добавки карбидов.

Марки этой керамики:

В3 (25% TiС + Мo₂ С + WC, остальное - Al₂ O₃);

BOK 60 (20% ТiС, остальное - Al₂ O₃);

BОК 63 (20% ТiС, 1% Co + Ni, остальное - Al₂ O₃).

Физико-механические свойства:

Окисная керамика белого цвета

HRA = 92, σ_u = 35…45 кГс/мм²

Окисно-карбидная черного цвета

HRA = 93…94, σ_u = 60…75 кГс/мм²

Теплостойкость обоих типов высокая

Θ_кр = 1200…1250⁰С.

Область применения определяется низкой механической прочностью, высокой твердостью и теплостойкостью.

Окисная керамика используется при чистовой и получистовой обработке стали НRС до 35, ковких и серых чугунов с НВ до 200.

Окисно-карбидная - чистовая и получистовая обработка закаленных сталей с НRС 45…65, отбеленных и прочных серых чугунов.

Пластинками из режущей керамики в настоящее время оснащают резцы, торцовые фрезы.

3.7. Алмазы.

Для приготовления инструментов используют как естественные, так и синтетические алмазы весом от 0,3 до 0,75 карата (1 карат = 0,2 г). Кристаллы алмазов впаивают в державку инструмента с помощью специальных припоев или закрепляют механическим путем. Использование алмазов в качестве одного из лучших инструментальных материалов объясняется следующими их свойствами:

исключительно высокой твердостью;

высокой износостойкостью;

высокой теплопроводностью;

острыми режущими кромками.

Нашей промышленностью освоен выпуск синтетических алмазов в виде крупных размером 3…5 мм поликристаллов марок

АСБ - алмаз синтетический баллас

(название - по аналогии с естественными алмазами),

AСПK- карбонад.

Недостатки алмазов, как инструментальных материалов:

1) низкая механическая прочность

σ_u = 30…50 кГс/мм²;

2) низкая теплостойкость

Θ_кр = 700…750⁰С.

При этой температуре на воздухе происходит графитизация алмаза. При нагревании его в контакте с железом происходит интенсивное растворение алмаза.

3) Алмаз очень дорогой материал.

Область применения:

- для обработки черных металлов не применяют;

- используют при чистовой обработке цветных металлов, титановых сплавов, прочных пластмасс, стекла, керамики;

- алмазом оснащают проходные и расточные резцы, торцовые фрезы, специальные сверла;

- большое количество алмазов идет на изготовление шлифовальных кругов.

3.8. Нитрид бора.

Нитрид бора – это синтетический инструментальный материал того же назначения, что и алмаз. Технология его изготовления сходна с технологией изготовления синтетических алмазов. Промышленностью выпускаются для лезвийного инструмента поликристаллы размером 4...8 мм под торговой маркой «композит»:

композит 01 (эльбор – Р);

композит 02 (белбор);

композит 05 (05И);

композит 10 (гексанит – Р) и др.

Чем больше номер композита, тем материал более прочный, но менее твердый. По твердости нитрид бора мало уступает алмазу, но превосходит его по теплостойкости и прочности:

Θ_кр = 1200…1300⁰С;

σ_u = 40…60 (100) кГс/мм².

Положительная особенность нитрида бора - его инертность по отношению к железу, что позволяет применять его при обработке сталей и чугунов.

Область применения:

Композит 01,02 - чистовое точение закаленных сталей с HRC 50....70, чугунов, твердых сплавов.

Композит 10 - обработка сталей с HRC 45 ... 60 при ударной нагрузке, чугунов, твердых сплавов группы ВК.

Лезвийный инструмент из композит на некоторых операциях успешно заменяет шлифование. В этом случае техпроцесс строится по схеме; точная заготовка - термообработка - полная обработка лезвийным инструментом из композита. Композитами оснащают токарные резцы (проходные, расточные, подрезные), торцовые фрезы.