Кіріспе

Кескіш аспаптарды дайындауда белгіленген қасиеттері бар материалдар қолданылуы қажет. Аспаптық материалдардың қаттылығы, беріктігі, ыстыққа төзімділігі және тозуға төзімділігі сияқты қасиеттері өңделетін материалдарға бойлап еніп, оның беткі қабатынан металл бөліктерін үздіксіз бөліп алуын ұзақ уақыт қамтамасыз ету керек. Сондықтан, аспаптық материалдардың қаттылығы мен беріктігі жоғары болу керек және бұл қасиеттер температура жоғарылағанда да сақталуы қажет. Яғни, аспаптық материалдар барлық физика-механикалық қасиеттерін жоғары температурада сақтау үшін ыстыққа төзімділігі жоғары болу керек. Сонымен қатар, аспаптық материалдардың кесу аймағында жарықшақтар пайда болмауы үшін пластикалық қасиеттері де жақсы болу керек. Осы қасиеттердің барлығы аспаптық материалдардың химиялық құрамына, құрылымдық күйіне және физика-механикалық қасиеттеріне байланысты.

Жоғарыда айтылған қасиеттерге байланысты аспаптық материалдарға қойылатын талаптарды көрсетуге болады:

-   қаттылығы және беріктігі, өңделетін материалдармен салыстырғанда, жоғары болуы керек;

-   жоғары температурада өзінің барлық физика-механикалық қасиеттерін жоғалтпау үшін, ыстыққа төзімділігі жоғары болуы керек;

-   аспаптық материалдардан дайындаған кескіш аспаптар ұзақ уақыт қайраусыз жұмыс істеуі үшін, тозуға төзімділігі жоғары болуы керек;

-   аспаптарды дайындау, өңдеу және қайрау жұмыстары күрделі болмас үшін технологиялық қасиеттері жақсы болуы керек;

-   аспаптардың өзіндік құны аз болу үшін, құрамында сирек кездесетін қымбат элементтер аз болуы керек;

-   барлық кескіш аспаптарға майлау-суыту сұйықтары берілетіндіктен, олардың каррозияға төзімділігі жоғары болуы керек.

Қазіргі кездегі барлық металкескіш аспаптар келесі аспаптық материалдардан дайындалады: аспапты көміртекті болаттар, легірленген аспапты болаттар, тезкескіш болаттар, металкерамикалық ұнтақты қатты қорытпалар, минералкерамикалық қатты қорытпалар, табиғи және жасанды алмас материалдары, өте қатты синтетикалық материалдар, ажарлау материалдары.

 

Аспаптық болаттар

 

Аспапты көміртекті болаттар. Аспапты көміртекті болаттардың құрамындағы көміртегінің мөлшері 0,6-1,4 %. Бұл болатардың күйдірілген кездегі қаттылығы төмен (НВ=187-207) болғандықтан кесіп өңдеуге жеңіл. Сондықтан әр түрлі күрделі пішінді аспаптарды дайындауға болады. Термиялық өңдеуден кейін қаттылығы бірнеше есе артады (НRС 58-66). Бірақ, кесу аймағының температурасы 200-250 ⁰С-қа жеткенде қаттылығы, онымен бірге, кесу қабілеті төмендейді. Аспапты көміртекті болаттардың иілуге беріктік шегі σ_и=1720-2900 МПа, созылуға беріктік шегі σ_в=1720-2900 МПа (1.1 кесте). Мүмкіндік кесу жылдамдығы 15-18 м/мин.

Өндірісте аспаптарды дайындауға арналған аспапты көміртекті болаттардың МЕСТ 1435-74 бойынша екі тобы шығарылады: сапалы болаттар (У7, У8, У9, У10, У11, У12 және У13) және жоғары сапалы болаттар (У7А, У8А, У9А, У10А, У11А, У12А және У13А). Белгілеулердегі «У» әрпінен кейінгі тұрған бір немесе екі таңбалы сандар осы болаттың құрамындағы көміртегі мөлшерінің оннан бір бөлігін көрсетеді, ал белгілеудің соңындағы «А» әрпі, материалдың жоғары сапалылығын көрсетеді.

Құрамында легірлеуші химиялық элементтер болмағандықтан, аспапты көміртекті болаттар ажарлау және жетілтіру арқылы жақсы, жеңіл өңделеді. Аспапты көміртекті болаттардың негізгі кемшілігі – олардың аз тереңдікке шынықтырылуы болып табылады. Сондықтан оларды шынықтыру кезінде суыту ортасы ретінде суды алады. Бұл шыныққан металда ішкі кернеу мен деформацияларды туғызып, жарықшақтардың пайда болуына әсерін тигізеді. Кесу үрдісінде, кесу аймағындағы жоғары температураның әсерінен құрылымдық өзгерістер жүріп, аспапты көміртекті болаттардан дайындалған кескіш аспаптардың қаттылығы азаяды. Осыған байланысты аспаптардың кесу жиектері жылдам тозады. Бұл жоғары өнімділіктегі аспаптарды дайындау кезінде аспапты көміртекті болаттардың қолданылуын шектейді. Сондықтан аспапты көміртекті болаттардан дайындалған кескіш аспаптар беріктігі аз, жұмсақ материалдарды төменгі жылдамдықпен (υ=12-18 м/мин) кесу кезінде қолданылады.

 

1.1 Кесте – Аспапты көміртекті болаттардың қасиеттері және қолданылуы

 

Болат-тардың маркалары	σв, МПа	σи, МПа	HRC	Ыстыққа төзім-ділігі,0С	Қолданылуы
У7, У7А	630	2000-2100	62‑64	200-220	Шапқылар, қашаулар, балғалар, аралар, бұрағыштар
У8, У8А	750	<1950	62-64	200-220	Қайшылар, аралар, тығыздау шығыршықтары, матрицалар, ағаштарды қолмен өңдеуге арналған аспаптар
У9, У9А	700	≤2200	63-64 59-60	220-230	Дискілі аралар, шапқылар, қалыңтыр кескіш қайшылар, мыс өңдеуге арналған кескіштер
У10, У10А	650	≤2380	63-65 59-60	200-250	Кіші диаметрлі бұрғылар, таңбалағыштар, ұңғылар, плашкалар, кіші диаметрлі фрезалар, егеулер
У11, У11А	650	2900	63-65 58-59	200-250	Бұрғылар, таңбалағыштар, ұңғылар, фрезалар, плашкалар, егеулер
У12, У12А, У13, У13А	645	≤1720  <2300	63-66   59-60	200-250	Спиральды бұрғылар, машиналы, конусты, отырғызбалы және қол ұңғылары, таңбалағыштар, плашкалар, фрезалар, зенкерлер және т.б.

 

Ескерту:

1. Сапалы аспапты көміртекті болаттардың құрамындағы күкірттің мөлшері 0,030 %-дан, фосфордың мөлшері 0,035 %-дан көп болмауы керек;

2. Жоғары сапалы аспапты көмітекті болаттардың (белгілеудің соңында А әрпі тұрса) құрамындағы марганецтің мөлшері – 0,15-30 %; күкірт – 0,020 %; фосфор – 0,030 %-дан көп емес;

3. Шынықтыру температурасы 760-780 ⁰С; суыту ортасы – су, май.