Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности (стр. 16 )

Р9        

Р9

Для повышения коррозионной стойкости и некоторого улучшения режущих свойств инструмента иногда проводят обработку паром при 5500С. При этом на поверхности образуется тонкая (2-3,5 мкм) пленка окиси железа, которая предотвращает прилипание стружки.

Температурные режимы отжига и закалки и твердость наиболее распространенных легированных инструментальных сталей приведены в табл. 10, 11.

Таблица 10

Температурные режимы отжига и твердость легированных инструментальных сталей в состоянии поставки

Марка стали        

Температура нагрева, 0С        

Режим охлаждения        

Твердость, НВ (не более)

7ХФ

8ХФ

9ХФ        

770-800        

Изотермическая выдержка при 670-7200С        

229

ХВ5        

800-820        

то же        

285

ХВСГ        

770-790        

то же        

241

8Х4В4Ф1 (Р4)        

840-860        

Не более 300С/ч до 550-6000С, затем на воздухе или с печью        

225

Таблица 11

Режимы термической обработки инструмента из легированных сталей

Марка стали        

Закалка        

Отпуск

Температура, 0С        

Охлаждающая среда        

Твердость, НRС        

Температура,0С        

Твердость, НRС

9Х5ВФ        

950-1000 подогрев до 750-800        

Масло, воздух, соли с температурой 200-4500С        

60        

230-300        

56-59

8Х4В4Ф1 (Р4)        

750-850        

Масло        

61        

530-560        

58-59

ХВСГ        

840-860        

Масло        

62        

160-180        

59-61

ХВ5        

800-820        

Вода        

65        

100-120        

64-66

7ХФ

8ХФ

9ХФ        

820-840        

Масло        

60        

140-160        

58-60

Режимы термической обработки инструмента из быстрорежущих сталей приведены в табл.12.

Таблица 12

Режимы термической обработки инструмента из быстрорежущей стали

Марка стали        

Закалка        

Отпуск

Температура, 0С        

Твердость,

НRC        

Количество аустенита, %        

Температура, 0С        

Число отпусков        

Твердость, НRC

Р18        

1280-1290        

62-63        

30        

560        

2-3        

62-64

Р9        

1230-1240        

62-63        

30        

560        

2-3        

62-64

Р14Ф4        

1250-1260        

62-64        

40        

580        

3-4        

64-66

Р9К5        

1230-1240        

63-64        

35        

580        

3-4        

64-66

Р9К10        

1230-1240        

63-64        

40        

580        

3-4        

64-66

Р10К5Ф5        

1240-1250        

64-65        

30        

580        

3-4        

64-66

Металлокерамические твердые сплавы

Металлокерамические твердые сплавы разделяют на 3 группы: вольфрамокобальтовые, титановольфрамокобальтовые и танталотитановольфрамокобальтовые. Эти сплавы отличаются высокой твердостью, износостойкостью и теплостойкостью, сохраняя свои режущие свойства почти до 10000С.

Эти сплавы получают методом порошковой металлургии. Вначале получают порошки Со, WC, TiC, TaC, составляют из них шихту требуемого состава, прессуют для получения пластинок нужной формы и спекают при высокой температуре в атмосфере водорода (для предотвращения окисления). Полученные пластинки напаивают на инструмент латунным прибоем или закрепляют механическим путем. Строение такого сплава показано на рис.28.

Вольфрамокобальтовые сплавы состоят из карбидов вольфрама (WС) и кобальта, служащего связкой. Сплавы обозначаются буквами ВК и цифрой, показывающей содержание кобальта в процентах. Чем больше в сплаве кобальта, тем меньше твердость и больше вязкость. Эти сплавы предназначены в основном для обработки чугуна, сплавов цветных металлов и неметаллических материалов. Сплав ВК15 широко применяется для обработки древесины, так как из-за высокого содержания кобальта более вязкий и менее склонен к хрупким разрушениям при ударах в процессе работы.

Титановольфрамокобальтовые сплавы состоят из карбидов вольфрама и титана, соединенных кобальтом. Марки сплавов обозначаются буквами ТК. Цифры показывают соответственно содержание карбида титана и кобальта в %. Остальная часть состава приходится на карбид вольфрама.

Танталотитановольфрамокобальтовые сплавы предназначены для обработки отливок и поковок и термически обработанных сталей. Эти сплавы содержат карбиды тантала, титана и вольфрама. Марки обозначают буквами ТТК и цифрами. Цифра, стоящая после букв ТТ, показывает суммарное содержание карбидов титана и тантала в процентах, цифра после К – содержание кобальта.

Рекомендуемые марки твердых сплавов, применяемых в зависимости от характера обработки и обрабатываемого материала, приведены в табл.13.

Минералокерамические твердые материалы

Минералокерамические твердые материалы применяются для получистой и чистой обработки чугуна, стали и цветных сплавов.

Они состоят в основном из окиси алюминия с небольшим количеством окиси магния, так называемая смешанная черная керамика (В3, ВОК-60, ВОК-63). Недостаток этих материалов – повышенная хрупкость. Для повышения их прочности применяют плакирование – покрытие защитными пленками. На основе плакирования созданы металлокерамические композиции – кермесы (керамика с металлической связкой), которая обеспечивает более высокую производительность при чистовой обработке. Более высокая прочность у безоксидной керамики (силинит Р(Si3N4)).

В США создан керамический материал СТУПАЛОКС, в Англии – СИНТОКС, имеющие теплостойкость до 16000С.

Таблица 13

Применение твердых сплавов в зависимости от вида обработки и обрабатываемого материала.

Характер обработки        

Рекомендуемая марка твердого сплава для обработок

Углеродистые и легированные стали        

Труднообра-

батываемые материалы        

Чугуны,

НВ < 240        

Цветные сплавы        

Неметаллические

материалы

Черновое точение        

Т5К10; Т5К12В; ВК8; ВК8В        

ВК8В; ТТ7К12        

ВК8; ВК4        

ВК4; ВК6;        

-

Чистовое точение при непрерывном резании        

Т30К4; Т15К6        

Т14К8; Т5К10; ВК4        

ВК2; ВК3М        

ВК2; ВК3М        

ВК2; ВК3М

Сверление в сплошном материале        

Т5К10; Т5К12В        

ВК8; ВК8В; ТТ7К12        

ВК4; ВК6; ВК8        

ВК4; ВК6; ВК8        

ВК2; ВК4

Черновое зенкерование        

Т5К12В; ВК8        

Т5К10; ВК4        

ВК4; ВК6        

ВК6; ВК8        

ВК4

Нарезание резьбы        

Т15К6        

Т30К4; Т14К8        

ВК2М        

ВК3М        

ВК3М

Алмазы и синтетические материалы.

Инструменты из искусственных алмазов, наиболее твердых из инструментальных материалов, находят широкое применение при тонком точении (без последующего шлифования), широко используют для обработки закаленных сталей, цветных сплавов. Для режущей части инструментов используют поликристаллы на основе синтетических алмазов типа баллас (марка АСБ) и карбонада (АСПК), а также кубического нитрида бора типа 01 (эльбор), 02 (бельбор) , 05 (генсанит), поликристаллических алмазов типа СВ и СВС. Успешно применяют новый синтетический материал – кубический нитрид титана (КНТ-16).

В заключение отметим, что каждый материал для режущего инструмента имеет свои достоинства и недостатки. В табл.14 проведено сравнение различных материалов в зависимости от некоторых служебных характеристик и стоимости.

Таблица 14

Сравнение инструментальных материалов по служебным характеристикам и стоимости

Место        

Твердость и теплостойкость        

Вязкость и прочность        

Наименьшая стоимость