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 ] 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...63НRС. 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...63НRС. 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...95НRВ, теплостійкість близько 1200°С і зносостійкість , що дозволяє обробляти метал на великих швидкостях різання. Основи обробки матеріалів та інструмент
До недоліків керамічних матеріалів відносяться ламкість, а тому керамічні матеріали застосовують в основному при напівчистовому та чистовому обточуванні. Найбільш високі різальні властивості мають пластинки з кераміки ЦМ-332, ВОК-60. Пластинки з керамічних матеріалів виконують овальними, круглими, призматичними.
4 Алмази - найтвердіші матеріали, хімічно малоактивні, не піддаються дії кислот і лугу, мають невеликий коефіцієнт тертя, слабку здатність до адгезії з металами, високі теплостійкість і зносостійкість, забезпечують утворення інструменту гострої різальної кромки, недоліки алмазів – їх ламкість та висока вартість. Алмази класифікують за формою, якістю та розмірами ( залежно від призначення). Синтетичні алмази отримують із графіту при високих тисках і температурах; одержані кристали алмазу роздрібнюють у порошок, який використовують для виготовлення алмазно-абразивного інструменту ( кругів, дисків, брусків, хонів, паст). Алмазні різці застосовують в основному як чистовий інструмент при різанні кольорових металів, сплавів і неметалевих матеріалів. Алмази використовують і для виправлення шліфувальних та алмазних кругів.
5 Ельбор – надтвердий синтетичний матеріал, створений на основі кубічного нітриду бору ( речовини, яка складається з атомів азоту та бору). Він має значну твердість ( до 9000 кгс/мм2 ), високу теплостійкість ( 1400°С ), більш міцним порівняно з алмазом, а тому інструмент, виготовленний з ельбору, має високу зносостійкість. Ельбор у вигляді порошку використовують для виготовлення шліфувальних кругів та іншого абразивного інструменту, а у вигляді стовпців – для виготовлення різців. Методичні вказівки При вивченні цієї теми потрібно використовувати довідник металіста, де є марки, хімічний склад і механічні властивості інструментальних матеріалів: вуглецевих, легованих і швидкорізальних сталей, твердих сплавів. Зверніть увагу на швидкорізальні сталі, тверді сплави, мінералокерамічні матеріали, ельбор як на найбільш прогресивні матеріали, застосування яких у різальному інструменті значно впливає на продуктивність праці. До змісту
Основи обробки матеріалів та інструмент Питання для самоконтролю 1 Поясніть, які елементи впливають на властивості вуглецевих сталей. 2 Поясніть, які елементи впливають на властивості легованих сталей. 3 Наведіть приклади марок швидкорізальних сталей та їх розшифрування. 4 Наведіть приклади марок твердих сплавів та їх розшифрування 5 Порівняйте, чим відрізняються вольфрамові тверді сплави від титановольфрамових .
До змісту Основи обробки матеріалів та інструмент До змісту ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|