3.Характеристики инструментальных материалов, применяемых для рабочей части инструментов

3.1 МИНЕРАЛОКЕРАМИКА

Минералокерамические инструментальные материалы обладают высокой твердостью, тепло- и износостойкостью. Их основой является глинозем Al2O3 (оксидная керамика) или смесь Al2O3 с карбидами и нитридами (керметы). Пример таких материалов ВОК60, Кортинит. Твердость до 94 HRA.

Назначение: чистовая и получистовая обработка закаленных сталей (45-60 HRCэ), чугунов. Скорость резания до 400м/с. Минералокерамика поставляется в виде неперетачиваемых многогранных пластин, форма и размеры которых определены ГОСТом 25003 – 81.

Пластины выпускаются следующих форм: правильный трехгранник, квадрат, ромб с углом 80’, круг. Крепление в корпусах инструмента, в основном резцов и фрез, происходит только механическим способом, а именно прихватом сверху, т.к. эти пластины не имеют отверстий.

3.2 СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Сверхтвердые материалы обладают высокой твердостью (до 96 HRA), износостойкостью, низким коэффициентом трения. Подразделяются на материалы на основе природных и синтетических алмазов и на основе кубического нитрида бора. Всем хорош алмаз. Он и твердый, и износостойкий, и прочный, но и он имеет один, но очень существенный недостаток: он химически активен к железу, поэтому сталь им обрабатывать нельзя. Применяют алмазный инструмент для шлифования твердых сплавов, заточки и доводки твердосплавного инструмента, правки шлифовальных кругов.

Наиболее характерным представителем сверхтвердых материалов на основе кубического нитрида бора является эльбор (или композит 01). Он предназначен для чистовой обработки закаленных сталей с HRCэ до 63. То есть К01 запросто можно обрабатывать закаленные инструментальные стали. Композитом также можно шлифовать твердый сплав, т.е. затачивать твердосплавный инструмент. Форма и размеры пластин из сверхтвердых материалов определены ТУ2-035-808-81. Бывают следующие формы пластин: круглые, квадратные, ромбические, трехгранные. Крепление пластин из сверхтвердых материалов, также как и пластин, из минералокерамики, происходит только механическим способом.

3.3 АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Абразивы (от латинского abrasio - соскабливание) – зернистые или порошкообразные вещества. Они предназначены для оснащения рабочей части режущих инструментов.

Измельченный обогащенный абразивный материал, твердость которого превышает твердость обрабатываемого материала и который способен в измельченном состоянии осуществлять обработку резанием, называют шлифовальным.Естественными абразивами являются: корунд, наждак, гранат, кремень, полевой шпат, пемза и др.

В промышленности наиболее распространены искусственные абразивы: электрокорунд, карборунд и карбид бора.Абразивный материал применяется главным образом в виде абразивного инструмента. Абразивные инструменты производят из порошков, получаемых размельчением природных минералов или изготовляемых в специальных условиях. Такие порошки отличаются различной зернистостью, т.е. размерами отдельных зерен.Геометрические характеристики каждого зерна таковы, что на нем образуются все элементы режущего клина. Особое внимание обращают на однородность свойств зерен. Зерна, выполненные из кварцевого песка, наждака, корунда, могут иметь существенное рассеяние свойств, отчего снижается качество режущего инструмента. Из порошков изготовляют шлифовальные круги различной формы, бруски, абразивные головки, сегменты, предназначенные для производства специальных абразивных инструментов.Основными достоинствами абразивных материалов являются их высокие твердость, износо- и теплостойкость. Эти материалы позволяют обрабатывать заготовки со скоростью резания до 120 м/с, а в отдельных случаях и более. Такие инструменты дают возможность проводить окончательную обработку заготовок, имеющих высокую твердость, полученную после термической обработки. Такие заготовки, как правило, не подлежат обработке лезвийным инструментом.В промышленности имеются четкие рекомендации по применению каждого вида абразивов для обработки заготовок из различных материалов. Так, инструменты из черного карбида кремния используют для обработки заготовок из материалов с низкой прочностью на разрыв, а также из вязких материалов и сплавов; электрокорундовые круги служат для обработки заготовок из материалов с высокой прочностью на разрыв. В ряде случаев используют порошки в натуральном виде, их называют "свободный абразив". Они применяются для доводочных (притирочных) работ. Абразивные пасты, использующие оксид хрома и венскую известь, хороши для полировальных работ. Пасты наносят на движущиеся устройства (полировальники), совершающие вращательное или возвратно-поступательное движение.