5.4. Обрабатываемость резанием.

Обрабатываемость резанием лезвийным инструментом определяется рядом параметров и подробно рассматривается ниже. При оценке инструментальных сталей ограничимся наиболее распространенной характеристикой обрабатываемости. Это оценка по производительности при обработке данного материала.

Критерием в этом случае является скорость резания, обеспечивающая определенную стойкость инструмента (часто принимается время, равное 60 мин) до заранее заданного (регламентируемого) износа – «V₆₀». Это абсолютный показатель обрабатываемости. Часто используют относительный показатель:

К_V=V_60i/V_60эт, -V_60iиV_60этчасовая стойкость инструмента при обработке исследуемой стали и стали, принятой в качестве эталона (в станкостроении за эталон принята сталь45 с твердостью 180 – 200 НВ).

Инструментальные стали, в основном, заэвтектоидные, в их структуре содержится значительное количество карбидной фазы – это вторичные карбиды и карбиды, входящие в состав перлита, т.е. эвтектоидного происхождения. Высокая твердость карбидов определяет их сильное изнашивающее воздействие на инструмент. Эти стали имеют более низкую обрабатываемость по сравнению с конструкционными: К_V= 0,5 –0,8 при резании инструментом из быстрорежущей стали и 0,7 – 0,9 при резании твердосплавным инструментом. При этом лучшая обрабатываемость обеспечивается, если структура стали в отожженном состоянии – зернистый, а не пластинчатый перлит.

Обрабатываемость резанием БРС (их структура в отожженном состоянии – зернистый перлит + карбиды) в 1,3 – 1,5 раз ниже, чем инструментальных сталей.

Лучшую обрабатываемость резанием имеют менее легированные стали (V₆₀ стали Р9 примерно на 30% выше, чем Р18). Наиболее заметно снижает обрабатываемость резанием легирование кобальтом (V₆₀ стали Р9К10 примерно на 25% ниже, чем Р18).

5.5. Технологичность при термической обработке. Требования к технологии

термической обработки инструмента.

Технологичность при термической обработке определяется рядом факторов – склонностью к деформациям; шириной интервала закалочных температур (сталь тем технологичнее, чем он шире), стабильностью плавочных свойств; склонностью к обезуглероживанию при нагреве.

5.5.1Чувствительность к перегреву. Стабильность плавочных свойств.

Чувствительность к перегреву проявляется в том, что даже при небольшом перегреве при закалке происходит заметный рост зерна. Она характерна для сталей с узким интервалом закалочных температур.

Нестабильность плавочных свойств проявляется в том, что для разных плавок стали одной марки, имеющих химический состав, соответствующий ГОСТ, оптимальная температура закалки сильно различается.

Причина проявления этих дефектов одна и та же – недостаточное количество карбидов, сдерживающих рост зерна при нагреве под закалку.

Первый дефект присущ как некоторым БРС, так и некоторым инструментальным сталям. Второй отмечен для БРС.

Среди инструментальных чувствительность к перегреву присуща эвтектоидным сталям из-за отсутствия в структуре вторичных карбидов.

Это характерно и для БРС с невысоким содержанием основных легирующих компонентов – вольфрама и молибдена (Р9, 11АР3М3Ф2). При этом вольфрамовые стали обладают меньшей чувствительностью к перегреву и более широким интервалом закалочных температур, так как карбиды Ме₆С на вольфрамовой основе растворяются менее интенсивно.

Закалка вольфрамомолибденовых БРС требует более точного соблюдения температур. Это обеспечивается применением контрольно-регулирующих приборов более высокого класса (закалка сталей Р18 и Р12 успешно проводится с потенциометрами класса 0,5 и даже 1, тогда, как для закалки инструмента из стали Р6М5 класс точности должен быть 0,25).

Нестабильность плавочных свойств некоторых БРС объясняется тем, что вследствие недостаточного легирования вольфрамом и молибденом изменение химического состава в пределах марки меняет количественное соотношение между карбидами разного типа. Например, увеличение содержания углерода повышает количество легко растворимого карбида Ме₂₃C₆и снижает количество карбида Ме₆С, сдерживающего рост зерна. Аналогично влияние снижения вольфрама и молибдена (в пределах марки).

Таким образом, оптимальная температура закалки (на зерно балла 11 - 10) будет самой низкой у стали, в которой содержание вольфрама, молибдена и ванадия соответствует нижнему пределу марочного состава, а углерод – верхнему.

Нестабильность плавочных свойств наиболее опасна для универсальных сталей, предназначенных для массового выпуска инструмента. При закалке от одной температуры инструмента, изготовленного из разных плавок, лишь часть его будет закалена оптимально. Часть инструмента будет закалена с недогревом, часть - с перегревом. Так, обезличенная закалка инструмента, изготовленного из стали Р6М5, обеспечивает оптимальную структуру (зерно 11 – 10 балла) лишь примерно для 60% инструмента. Это означает, что около 40% инструмента будет иметь пониженную стойкость. Этот дефект присущ стали Р9, низколегированным БРС.

Обеспечить получение качественного инструмента возможно только применением поплавочной закалки, при которой инструмент, изготовленный из одной плавки, закаливают от заранее определенной оптимальной температуры. Она определяется предварительно на образцах-свидетелях.