8. Инструментальные материалы: Области применения твердых сплавов по исо. Минералокерамика.

Области применения твердых сплавов по ИСО.

Выделяют след. группы сплавов: 1) Р – углер-е, лигир-е, конструк-е; 2) М – нержав-е стали ауст-го класса; 3) К – серые и ковкие чугуны; 4) N – медь, алюминий, их сплавы пластмасс; 5) S – жаропрочные и титановые сплавы; 6) H – закаленные стали и чугуны.

Каждая группа разделена на несколько подгрупп. Например: Р₀₁, Р₁₀,Р₂₀. Чем больше порядковый номер подгруппы, тем для более грубой обработки предн-н инстр.(Р₀₁ – чистовая; Р₅₀ – черновая обраб-ка стального литья).

Минералокерамика. В настоящее время применяется минералокерамика на основе Al₂O₃ c добавкой оксида магния.

Теплостойкость до 1200°С. Химическая инертность с обрабатываемыми матер-ми, но низкая теплопроводность и низкая прочность на изгиб.

Разделяются на 3 группы:

1) оксидная керамика (Al₂O₃ до 99,7%)

2) оксид Ал. с добавкой Ме.. К оксиду Ал. добавляются карбиды: титана, Мо, вольфрама, для повышения твердости и прочности.

Пример марок:

1) Белая ЦМ – 322, ВО – 113;

2) Черная ВОК 60, ВОК 71 и др.

Применяются при чистовой и получистовой обработке сталей на больших скоростях.

10. Инструментальные материалы. Способы улучшения режущих свойств инструментальных металлов

Для обеспечения работоспособности металлорежущего инструмента необходимо изготовлять его рабочую часть из материала, обладающего комплексом определенных физико-механических свойств (высокими показателями твердости, износостойкости, прочности, теплостойкости и др.). Материалы, отвечающие требованиям этого комплекса и способные осуществлять резание, называются инструментальными материалами.

Методы улучшения свойств направлены на:

1. Улучшение структуры материала, устранение факторов технологич. происхождения ухудшающих свойства материала:

• Обработка холодом

• Термообработка для снятия внутренних напряжений

• Травление (хим. Удаление дефектных слоев)

2. Методы, повышающие износо- и теплостойкость путем изменения свойсвт поверхностных слоев:

• Обработка перегретым паром

• Обработка пов-ти концентрированными потоками энергии (лазерная обр-ка, ионная имплантация)

• Нанесение покрытий в вакууме. Покрытия в вакууме на инструм.

Материале наносят в основном 2-я способами:

1)CVD- хим-ое осаждение из газовой фазы

2)PVD- физ-ое осаждение из газовой фазы

В зав-ти от св-в обрабат. Материала и режимов обработки, могут быть использованы след. Разновидности покрытия:

1) На основе TiN, TiC, Ti(CN); иногда с добавками хрома, алюминия.

2) Керамические (Al2O3)

3) Cверхтвердые СVD- алмазные

9. Инструментальные материалы: Сверхтвердые инструментальные материалы. Монокристаллические материалы

Инструментальные материалы должны удавл. Ряду требований:

1) Обладать высокой твердостью 62-65 HRC

2) Сохранение высокой твердости при повышенных Т – теплостойкость

3) Обладать высокой износостойкостью

4) Обладать высокой прочностью, достаточной для сохранения формы и размера инструмента

5) Обладать высокими технологическими свойстами-хорошо обрабатываться резание, благопр. Режимы термической обработки, хорошая шлифуемость.

Основными материалами из группы сверхтвердых инструментальных материалов явл. Алмаз и нитрид бора.

Алмазы хар-ся высокой твердостью и износостойкостью. В 4-5 раз тверже твердых сплавов, хорошо отводят тепло. Недостатки: хрупкие, при высоких Т вступают в химич. Взаимодействие с Fe. Часто прим. Алмаз в виде микропорошков

Нитрид бора самый теплостойкий инструмен. материал. Микротвердость близка к твердости алмаза, химич.энертен к железу углерода. Обладает высокой теплопроводностью.

Монокристаллы бывают природные и искусственные. К природным относят монокристаллы кварца, каменной соли, флюорита и др. Природные запасы не могут обеспечить современное производство монокристаллическими материалами в достаточном количестве, требуемых качества и размеров. Природные монокристаллы дороги и дефицитны. Учеными разработаны методы искусственного выращивания монокристаллов, основными из них являются методы получения монокристаллических материалов из расплавов и растворов.

Находят применение монокристаллы на основе AL2O3 с примесями хрома (рубин) и без добавок – сапфир.