ПриложениеИнструментальныематериалы

Быстрорежущиестали.Наиболееширокоприменяютсяприизготовленииосевогоинструмента:сверла,зенкеров,разверток,метчиковидлярезьбовыхисложнопрофильныхрезцовифасонногоинструмента.

1.Сталинормальнойпроизводительности(пониженнойтеплостойкости–615

– 620° С). К ним относятся: вольфрамовые – Р9, Р12, Р18;

вольфрамомолибденовые – Р6М5, Р6М3; безвольфрамовые –

9Х6М3Ф3АГСТ.СкоростьрезанияэтихсталейV_р=35–40м/мин.

2.Сталиповышеннойпроизводительности(дополнительнолегированыкобальтомиванадием,ихтеплостойкость–625–640°С).Книмотносятся:вольфрамокобальтовые–Р9К5,Р9К10,вольфрамованадиевые–Р9Ф5,Р12Ф3,вольфрамомолибденовыескобальтомиванадием–Р6М5К5,Р6М5Ф2К8.

Порошковыебыстрорежущиестали.Ихполучаютметодомпорошковойметаллургии.Ониимеютнеоднородностьпокарбиднойфазепо1–муи2-мубаллам,имеютповышенныешлифуемостьипластичностьприхолоднойигорячейдеформации,повышеннуюпрочностьнаизгиб(500

–700МПа),превосходятпостойкостибыстрорежущиесталиобычнойпроизводительностив1,5–2раза.ВмаркировкедобавляютсядвебуквыМП(Р10М6К8–МП).

Сталивысокойпроизводительности.Теплостойкость700–725°С,твердостьпослезакалкииотпуска69–70HRC(В11М7К23,В24М12К23,В18К25Х4идр.).Приобработкежаропрочныхсталейититановыхсплавовихпроизводительностьв30развышепосравнениюсинструментомизсталиР18ив10развышепроизводительностиинструментаизтвердогосплаваВК8.Кэтимсталямотносятсякарбидостали.Инструментизэтихсталейизготавливаетсяметодамипорошковойметаллургии.Карбидостали–этокомпозиционныйматериал,вкоторомзернатугоплавкихкарбидов(восновномTiC)равномернораспределенывсвязкеизлегированнойстали.Внихсочетаетсятвердостьиизносостойкостьтвердыхсплавовспрочностьюивязкостьюлегированныхсталей.Онизанимаютпромежуточноеположениемеждубыстрорежущимисталямиитвердымисплавами,подвергаютсямеханическойобработкевотожжённомсостоянии.Этисталитермостойки,легчебыстрорежущихсталейна13%итвердыхсплавовна

50%.КарбидосталипроизводятсянаосноведвухсталейР6М5–КТ20(массоваядолякарбидатитана–20%).Теплостойкостьэтихсталей650–

690°С,твердостьHRC_Э=70–72,пределпрочностинаизгиб

σ_И=2000–2500Мпа.Стойкостьинструментаизэтихсталейвыше,чем

инструментаизбыстрорежущейсталиР18в10раз,изпорошковыхсталей–

в2раза.

Твердыесплавы.Производятсянаосновекарбидоввольфрама,титанаитанталанакобальтовойсвязке.Скоростьобработкиинструментомизтвердыхсплавоввнесколькоразпревышаетскоростьобработкиинструментомизбыстрорежущихсталей.Твердыесплавыделятсянатригруппы,различающиесясоставомкарбиднойосновыи,какследствие,физико-механическимииэксплуатационнымисвойствами:

а)вольфрамовыетвердыесплавы–ВК;

б)титановольфрамавые–ТК;

в)титанотанталовольфрамовые–ТТК.

ВольфрамовыесплавытипаВКразличаютсяразмеромзернакарбиднойсоставляющей.Приразмерекарбидныхчастиц3–5мкм

структурасчитаетсякрупнозернистой;0,5–1,5–мелкозернистой;когда70%

частицимеютдиаметрменьше1мкм–особомелкозернистаяструктура.

Сувеличениемсодержаниякобальтаповышаетсяпределпрочностинаизгиб,сопротивляемостьударнымициклическимнагрузкам,носнижаютсятвердостьитемпература,прикоторойнаблюдаетсясхватываниесобрабатываемымматериалом,чтоприводиткувеличениюизносаинструмента.Суменьшениемразмеразернаснижаетсяпрочность,ноувеличиваетсяизносостойкость.

Крупнозернистыесплавыприменяютдлячерновойобработки,мелко-иособомелкозернистые–длячистовойобработкирезанием.

Маркировка:В–крупнозернистые(ВК8В);М–мелкозернистые

(ВК6М);ОМ–особомелкозернистые(ВК6–ОМ).

Стойкостьинструментасособомелкимзерномв3разавыше,чемсмелкимзерном.Сплавысособомелкозернистойструктуройлегируюткарбидомхрома(ВК10ХОМ).

ТитановольфрамовыетвердыесплавыТК–болеетвердые,теплостойкиеиизносостойкие,чемсплавытипаВК,номенеепрочные.Плоховыдерживаютударныеипеременныенагрузки.ВсвязисэтимсплавыгруппыТКсменьшимсодержаниемкарбидатитанаприменяютсяпричерновойобработке(Т5К10;Т5К12),асбольшимсодержаниемTiC(T15К6,Т30К4)–длячистовойобработки.

ТитанотанталовольфрамовыесплавыТТК–занимаютпромежуточноеположениепосвоиммеханическимсвойстваммеждусплавамиВКиТК.Дляниххарактернавысокаяизносостойкостьисопротивляемостьударнымивибрационнымнагрузкам,чтопозволяетихиспользоватьпричерновойобработке(сплавТТ8К6обладаетстойкостьюв

2–2,5разабольшей,чемсплавВК6М).

Безвольфрамовыетвердыесплавы–наосновекарбидаинитридатитана,сцементированныеникельмолибденовойсвязкой.Ониимеютменьшуюпрочностьнаизгиб,чемвольфрамовые,ноповышеннуюжаростойкость(до1000°С)инизкуюсхватываемостьсобрабатываемымматериалом.Ониобладаютвысокойплотностью,этопозволяетполучатьпризаточкеоструюрежущуюкромку,чтонеобходимопричистовойобработке.Приэтомснижаетсяшероховатостьповерхности,этопозволяетзаменитьшлифованиеточениемиповышаетпроизводительностьв2–2,5раза.Безвольфрамовыетвердыесплавыобладаютизносостойкостьв1,5разавыше,чемусплавовгруппыТК(маркировкаТН30;КРТ16).

Минералокерамическиематериалы.Внастоящеевремяиспользуютсядвавидаэтихматериалов;

-оксиднаябелаякерамика(содержит99,7%оксидаалюминия);

-оксидно-карбиднаячернаякерамика(содержитвкачестведобавкикарбидтитана).

Наосновенитридакремнияразработанматериалсилитин–P(Si₃N),которыйобладаетвысокойстабильностьюфизико-механическихсвойстви

структурыпривысокихтемпературах.Инструментизэтогоматериалаиспользуетсядлячистовойобработки.

НаосновеоксиднойкерамикиразработаныматериалыОНТ-20(картинит,ВЗ,ВОК-60),которыеимеютстойкостьв5–10разбольшую,чемутвердыхсплавов.Однарежущаяпластинаизэтихматериаловзаменяет6–