25. Экспериментальная часть

Цель работы – изучение структуры твердых сплавов типа ВК, ТК, ТТК, БВТС.

Оборудование: металлографический микроскоп.

Объект исследования: микрошлифы твердых сплавов.

Задача

1. Охарактеризовать структуру твердых сплавов.

2. Определить величину карбидных частиц и классифицировать сплавы по величине зерна (особо мелкозернистые – ОМ, мелкозернистые – М, с нормальной величиной зерна – Н, крупнозернистые – В).

3. Оценить по стандартной шкале пористость твердого сплава.

4. Оценить по стандартной шкале свободный углерод (балл) в структуре твердого сплава. Объяснить причины наличия свободного углерода в структуре и его влияние на свойства.

5. Оценить по стандартной шкале распределение h – фазы. Указать природу h– фазы, причины ее наличия в структуре твердого сплава и влияние на свойства.

Указания по выполнению домашнего задания

1. 1. Принципы выбора инструментальных материалов

Выбор инструментального материала определяется рядом факторов: свойствами инструментального и обрабатываемого материала, конструкцией режущего инструмента, режимами обработки, технологией его изготовления, типом производства.

Сравнительные свойства инструментальных материалов приведены в табл.1.

Таблица 1.

Свойства и допустимые скорости резания инструментальных материалов.

Материал		Твердость	sизг., МПа	Теплостойкость, °C	Скорость резания, м/мин
Углеродистые и легированные инструментальные стали		62…64HRC	2000…2500	до 200	10…15
Быстрорежущие стали		62…66HRC	2500…3500	до 650	30…60
Твердые сплавы		до 90HRA	До 2000	900…1000	До 300
Режущая керамика		до 96HRA	До 700	1100…1200	До 700
СТМ на основе:
Нитрида бора		до7000HV	300…700	До 1300	До 800
Алмаза		до 10000HV	200…500	До 800	До 1500 (цветные металлы)

Теплостойкость инструментальных сталей значительно ниже, чем у остальных инструментальных материалов. Это ограничивает допустимые скорости резания. Для углеродистых и легированных сталей они составляют 10…15м/мин, а для быстрорежущих не превосходят 40…60м/мин.

Вместе с тем быстрорежущие стали, наряду с твердыми сплавами, являются основным инструментальным материалом. Это определяется их важнейшим технологическим отличием от других инструментальных материалов, а именно, возможностью изменения их свойств за счет термической обработки. После разупрочняющей обработки (отжиг) твердость сталей невелика, их можно обрабатывать резанием с помощью лезвийного инструмента и получать, таким образом, изделия сложной формы. Поэтому основное применение этих сталей – изготовление инструмента сложной формы – фасонного (червячные фрезы, протяжки, плашки и т.п.).

Твердые сплавы, режущую керамику и ряд сверхтвердых материалов (СТМ) на основе алмаза и кубического нитрида бора получают методом спекания. После спекания материал получает окончательные свойства, т.е. высокую твердость. Обработка лезвийным инструментом невозможна, выполняется только абразивная обработка. Это определяет невозможность или очень высокую стоимость изготовления изделий сложной формы. Заготовки из этих материалов в виде пластинок припаиваются или механически крепятся к корпусу инструмента. Так же в виде вставок, закрепляемых в корпусе инструмента, используются моно– или поликристаллы из СТМ. Таким образом, основная область применения этих материалов – инструмент относительно простой формы, с прямолинейной режущей кромкой (резцы, фрезы).