Тема 1 Матеріали для виготовлення різального інструменту

Анотація: наведено марки та механічні властивості інструментальних матеріалів для конкретного призначення згідно з умовами експлуатації інструменту.

Питання до теми:

Марки та механічні властивості інструментальних матеріалів.

Література:[ 1, с.7...16 ]

1. Основні категорії та поняття

Для виготовлення різального інструменту застосовують :

1) сталі ( вуглецеві, леговані, швидкорізальні, конструкційні);

2) тверді сплави;

3) мінералокерамічні матеріали;

4) алмази;

5) ельбор.

1 Сталі. Марки вуглецевих сталей та їх хімічний склад регламентовано ГОСТ 1435 – 99.

Механічні властивості вуглецевих сталей

Після відповідного термічного оброблення ці сталі можуть мати твердість 57...63НС. Інструмент з вуглецевої сталі при різанні витримує нагрів до температури 200...250°С.

Для виготовлення металорізальних інструментів застосовують вуглецеві сталі марок У10А і У12А.

Марки легованих сталей та їх хімічний склад регламентовано ГОСТ 5950–2000.

Механічні властивості легованих сталей.

Різальну здатність інструментальної вуглецевої сталі можна підвищити введенням легованих елементів – хрому, вольфраму, молібдену, ванадію та ін. Сталі з такими присадками називають легованими. Після відповідного термічного оброблення ці сталі витримують в процесі різання нагрів до температури 250...300°С.

Для виготовлення металорізальних інструментів застосовують леговані сталі марок 9ХС, ХВ5 і ХВГ.

Марки швидкорізальних сталей та їх хімічний склад регламентовано ГОСТ 19265-73.

Основи обробки матеріалів та інструмент

До змісту

Механічні властивості швидкорізальних сталей.

Якщо в сталі буде 6...19% вольфраму й 3...4% хрому, то інструмент, виготовлений із такої сталі, витримує у процесі різання нагрів до температури 600°С. Така сталь називається швидкорізальною. Після термічного оброблення інструмент зі швидкорізальної сталі має твердість 62...63НС.

Для виготовлення металорізальних інструментів частково застосовують швидкорізальні сталі марок Р6М5, Р12 , Р9, Р6М3, Р10К5Ф5, Р9К5, Р9К10, Р6М5К5.

Оскільки різання здійснюється різальною частиною інструменту, то немає необхідності у виробництві інструменту з матеріалу, що дорого коштує. Тому при виготовленні різців на тримач з конструкційної сталі наварюють пластинки з швидкорізальної сталі. Складні інструменти типу свердел, розгорток, мітчиків та інших виконують зварними, робочу частину – зі швидкорізальної сталі, а хвостовик – з конструкційної.

Конструкційні сталі ( вуглецеві й леговані) застосовують для виготовлення тримачей, хвостовиків, корпусів і деталей кріплення складного й збірного різального інструменту.

2 Тверді сплави зберігають відносно високу твердість при нагріві до температури 800...900°С. Тому інструмент, який оснащено твердими сплавами, більш зносостійкий порівняно з інструментом, який виготовлено з інструментальних сталей, дозволяє виконувати обробляння на високих швидкостях різання, тобто з більшою продуктивністю. Тверді сплави мають високу міцність, твердість і зносостійкість при високих температурах.

Для виготовлення інструментів застосовують такі металокерамічні тверді сплави: а) вольфрамові (сплави ВК2, ВК3М, ВК4, ВК6М, ВК8, ВК8В); б) титановольфрамові ( сплави Т5К10. Т14К8, Т15К6, Т30К4, Т5К12В);

в) титанотанталовольфрамові ( ТТ7К12).

Твердість сплавів визначається твердістю карбідів ( чим більше в сплаві карбідів, тим вище його твердість ).

Тверді сплави для оснащення металорізального інструменту випускають у вигляді пластинок, форма й розмір яких регламентуються за ГОСТами, а також у вигляді призматичних суцільних та пустотілих стовпців.

3 Мінералокерамічні матеріали. Тверді сплави, хоча й забезпечують високу продуктивність процесу різання, але є дорогими, оскільки до їх складу входять дефіцитні елементи – вольфрам, титан, тантал і кобальт. Дешевшими , але теж високопродуктивними матеріалами є мінералокерамічні, які в окремих випадках замінюють тверді сплави. Керамічні матеріали мають межу міцності при стисненні 500 кгс/мм², високу твердість 89...95НВ, теплостійкість близько 1200°С і зносостійкість , що дозволяє обробляти метал на великих швидкостях різання.