45881

Виды инструментальных материалов и ихприменяемость

Доклад

Производство и промышленные технологии

Инструментальные стали. Стали применяют достаточно широко для изготовления корпусной и крепежноприсоединителыюй частей режущих инструментов а во многих случаях и их режущей части. Если инструмент работает при низких скоростях резания и не нагревается свыше 200220 С то его можно изготовлять из углеродистой инструментальной стали марок У7А У8А У10А У13А и др. Однако и в этом случае ввиду высокой критической скорости закалки эти стали прокаливаются на небольшую глубину и сердцевина инструмента остается вязкой.

Русский

2013-11-18

16.07 KB

1 чел.

96. Виды инструментальных материалов и ихприменяемость.

Материал режущих инструментов не должен состоять лишь из дорогих и дефицитных элементов, поскольку это будет сказываться на его стоимости и широте применения. Инструментальные стали. Стали применяют достаточно широко для изготовления корпусной и крепежно-присоединителыюй частей режущих инструментов, а во многих случаях и их режущей части. Если инструмент работает при низких скоростях резания и не нагревается свыше 200-220 °С, то его можно изготовлять из углеродистой инструментальной стали марок У7А, У8А, У10А, У13А и др. Обычно режущий инструмент для таких слесарных работ, как опиливание, шабрение, рубка, нарезание резьбы (т. е. напильники, шаберы, зубила, метчики, плашки и др.), делается из этих сталей и после термической обработки может иметь высокую твердость (до HRC 64). Закалка (охлаждение) сталей ведется в воде. Однако и в этом случае ввиду высокой критической скорости закалки эти стали прокаливаются на небольшую глубину, и сердцевина инструмента остается вязкой. Для снятия внутренних напряжений применяют отпуск при температуре 120-150 °С.
Для повышения тех или иных свойств углеродистых инструментальных сталей в их состав вводят так называемые легирующие элементы: Никель (Н), Марганец (Г), Хром (X),Вольфрам(В), Ванадий (Ф), и др.  

Низколегированные стали X, В2Ф, 13Х и др. применяют для слесарных инструментов (плашек, разверток, метчиков, шаберов, зубил и др.). 

Высоколегированные стали ХВСГ, 9ХС, ХВГ и др. служат для изготовления разверток, фасонных резцов, сверл малого диаметра, концевых фрез, протяжек, метчиков и других инструментов, работающих при скоростях резания до 0,33 м/с. Особую группу составляют быстрорежущие стали, имеющие содержание вольфрама от 6 до 18%, ГОСТ 19265 — 73 предусматривает более десяти марок этих сталей и их химический состав. Марки образуются в зависимости от содержания кобальта (К), молибдена (М), ванадия (Ф)и вольфрама (Р), причем все эти стали имеют 3,0—4,6% хрома и 0,7—1,3% углерода. Стали Р18, Р12, Р9 относятся к вольфрамовым быстрорежущим, РбМЗ и Р6М5 — к вольфрамомолибденовым, Р18Ф2, Р14Ф4, Р9Ф5 — к вольфрамованадиевым, Р9К5 и Р9К10 — к вольфрамокобальтовым, Р18К5Ф2, Р10К5Ф5 и др.— к сложнолегированным быстрорежущим. 
Быстрорежущие стали отличаются высокой теплостойкостью, доходящей у лучших марок до 650°С. Они пригодны для режущей части инструментов, работающих при скоростях резания 0,8 — 1,0 м/с. Так, из стали нормальной производительности Р9, Р18, Р6М5 делают режущую часть автоматных и фасонных резцов, сверл, зенкеров, фрез, разверток, зуборезного инструмента, а из быстрорежущих сталей повышенной производительности Р18Ф2, Р9Ф5, Р14Ф4-И др. — аналогичные инструменты для обработки высокопрочных и труднообрабатываемых материалов. Ввиду дефицитности вольфрама инструмент из этих сталей делают во многих случаях составным, т. е. режущую часть из быстрорежущей стали, а корпусную или крепежно-присоединптельную — из конструкционной стали. Инструмент после термообработки имеет высокую твердость режущей части (до HRС64 и выше). 

Твердые сплавы - представляют собой сплавы карбидов тугоплавких металлов с кобальтом, являющимся своеобразной связкой. Их получают методом прессования шихты и последующего спекания полученных элементов режущего инструмента (пластин, зубьев, коронок и т. п.). Металлокерамические вольфрамовые твердые сплавы разделяют на одно-, двух- и трех карбидные.

 Однокарбидные сплавы производятся на базе карбида вольфрама и называются вольфрамокобальтовыми (группа ВК). В марках ВК2, ВК4, ВК6, ВК8 цифра показывает процентное содержание кобальта (остальное — карбиды вольфрама). Сплавы этой группы наиболее прочные. С увеличением содержания кобальта повышается сопротивление сплава ударным нагрузкам, но уменьшается его износостойкость. Применяются для обработки чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов точением, фрезерованием и т. п. Предельная теплостойкость этих материалов определяется началом интенсивного окисления карбидов, т.е. с температурой 950—1000°С. 

Двухкарбидные твердые сплавы помимо компонентов группы ВК содержат карбиды титана н называются титановольфрамокобалтовые (группа ТВК или ТК). В марках Т5КЮ, Т14К8, Т15К6, T3QK4 цифры после буквы Т показывают процентное содержание карбидов титана, после К — содержание металлического кобальта (остальное — карбиды вольфрама). Сплавы этой группы более износостойки и менее прочны, чем сплавы группы ВК. Применяются при обработке углеродистых и легированных Конструкционных сталей точением, фрезерованием и т. п. Предельная теплостойкость этих материалов определяется началом интенсивного окисления карбидов, т. е. температурой 1100 -1150 °С. 
Трехкарбидные твердые сплавы по сравнению со сплавами группы ТВК включают еще и карбиды тантала и называются титанотанталовольфрамокобальтовыми (группа ТТК). В марках ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ20К9 цифра перед К показывает суммарное процентное содержание карбидов титана и тантала, после К — содержание кобальта (остальное — карбиды вольфрама). Сплавы этой группы имеют высокую прочность и применяются при обработке жаропрочных сталей и сплавов, титановых сплавов.
Имеются безвольфрамовые твердые сплавы ТМ1, ТМЗ, ТН-30, КНТ-16 и др. на основе карбидов или других соединений титана с добавками молибдена, никеля и других тугоплавких металлов. Например, сплав TM1 имеет износостойкость при обработке стали 50 в 2 раза выше, чем сплавТЗ0К4, сплав “Монитикар” на базе тех же компонентов имеет значительные перспективы применения. 
Каждая марка твердого сплава может эффективно применяться лишь в конкретных условиях. Режущая часть (режущий клин) инструментов при работе подвергается истиранию, тепловым воздействиям и силовым нагрузкам, осуществляя непрерывное деформирование срезаемого слоя. Эти очень тяжелые условия работы определяют требования к материалам режущей части. Пригодность подобных материалов определяется их твердостью, теплостойкостью, механической прочностью, износостойкостью, технологичностью и стоимостью. 
Твердость режущего клина должна быть выше, чем твердость материала заготовки. Алмаз и кубический нитрид бора имеют наиболее высокую твердость, а твердые сплавы и минералокерамика значительно тверже закаленных инструментальных сталей. Твердость большинства конструкционных материалов ниже твердости соответствующего инструмента. Однако под воздействием высокой температуры при резании твердость многих материалов снижается и, в частности, твердость инструмента может оказаться недостаточной для осуществления резания. 
Свойство материала сохранять необходимую твердость при высокой температуре называется теплостойкостью, которая характеризуется критической температурой. Инструмент с температурой выше критической эффективно работать не будет Очевидно, что эта температура определяет допустимую скорость резания.
Способность противостоять изнашиванию при трении также является важным свойством материала инструмента, так как при работе он подвергается истиранию в местах контакта с заготовкой. Износостойкость характеризуется работой трения, отнесенной к величине стертой массы материала. 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

62667. Весна в лирических произведениях И. Никитина, А. Плещеева, И. Шмелева, Т. Белозерова и произведениях живописи А. Куинджи 27.85 KB
  А теперь послушайте внимательно стихотворение чтобы ответить на вопросы Весенняя гостья Милая певунья Ласточка родная К нам домой вернулась Из чужого края. Под окошком вьется С песенкой живой...
62668. Научно-познавательные рассказы Л. Н. Толстого 21.71 KB
  Ребята как вы думаете для чего Толстой написал этот рассказ Что нового мы можем узнать из этого рассказа А теперь давайте дополним этот рассказ. Толстой был четвертым ребенком в большой дворянской семье.
62670. «Серебряный век» русской поэзии. Историко-культурная ситуация в России конца ХIХ начала ХХ века 17.33 KB
  Обучающая цель: дать представление общественно-исторической обстановки начала ХХ века под влиянием которой в России сформировались новое искусство и литература. Вид урока: урок лекция с элементами беседы Межпредметная связь: История России конец...
62671. Задача на пропорциональное деление 20.9 KB
  Работать над развитием мышления; составлять взаимно обратные задачи; выявлять закономерности; преобразовывать условия задач; научить находить разные способы решения задач. Объявление цели и задачи урока. Сегодня на уроке будем решать примеры задачи научимся решать задачу нового типа.
62674. Решение систем линейных уравнений способом сложения 74.55 KB
  Ход урока Организационный момент Здравствуйте ребята Вы готовы к уроку Кто сегодня дежурный Кто отсутствует Мотивация урока Сегодняшний урок я хотел бы начать с философской загадки Вальтера: Что самое быстрое но и самое медленное самое большое но и самое маленькое...