ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Инструментальные материалы из "Материаловедение и технология конструкционных материалов " По назначению инструментальные стали делятся на стали для режущего, измерительного и штампового инструмента. Кроме сталей, для изготовления режущего инструмента применяются металлокерамические твердые сплавы и минералокерамические материалы. Режущий инструмент работает в сложных условиях, подвержен интенсивному износу, при работе часто разогревается. Поэтому материал для изготовления режущего инструмента должен обладать высокой твердостью, износостойкостью и теплостойкостью. Теплостойкость — это способность сохранять высокую твердость и режущие свойства при длительном нагреве. [c.187] Предварительная термообработка углеродистых инструментальных сталей — отжиг на зернистый перлит, окончательная — закалка в воде или растворе соли и низкий отпуск. После этого структура стали представляет собой мартенсит с включениями зернистого цементита. Твердость после термообработки в зависимости от марки лежит в интервале HR 56-64. [c.188] Для углеродистых инструментальных сталей характерны низкая теплостойкость (до 200 °С) и низкая про-каливаемость (до 10-12 мм). Однако вязкая незакаленная сердцевина повышает устойчивость инструмента против поломок при вибрациях и ударах. Кроме того, эти стали достаточно дешевы и в незакаленном состоянии сами хорошо обрабатываются. [c.188] Ниже приведена область применения инструментальных углеродистых сталей различных марок. [c.188] СталиУ8, У8А — для инстрзт ентов и изделий, требующих повышенной твердости и достаточной вязкости (зубила, кернеры, матрицы, пуансоны, ножницы по металлу, отвертки, столярный инструмент), буры средней твердости. [c.188] Стали У9, У9А — для инструментов, требующих высокой твердости при наличии некоторой вязкости (кернеры, штемпели, зубила по каменным породам и столярный инструмент). [c.188] Стали У11,У11А, У12, У12А — для инструментов, требующих высокой твердости (напильники, фрезы, сверла, бритвы, плашки, часовой инструмент, хирургический инструмент, пилы по металлу, метчики). [c.189] Стали У13, У13А — для инструментов, которые должны иметь исключительно высокую твердость (бритвы, шаберы, волочильный инструмент, сверла, зубила для насечки напильников). [c.189] Стали У8 - У12 применяются также для измерительного инструмента. [c.189] Низколегированные инструментальные стали содержат в сумме около 1-3 % легирующих элементов. Они обладают повышенной по сравнению с углеродистыми сталями прокаливаемостью, но теплостойкость их невелика — до 300 °С. Основные легирующие элементы — хром, кремний, вольфрам, ванадий. Маркируются эти стали так же, как конструкционные, но содержание углерода дается в десятых долях процента. Если первая цифра в марке отсутствует, то содержание углерода превышает 1 %. Например 9ХС, ХВГ, ХВ5. [c.189] Термообработка низколегированных инструментальных сталей — закалка в масле и отпуск при температуре 150-200 °С. При этом обычно достигается сквозная про-каливаемость. Твердость после термообработки составляет HR 62-64. [c.189] Быстрорежущие стали предназначены для работы при высоких скоростях резания. Главное их достоинство — высокая теплостойкость (до 650 °С). Это достигается за счет большого количества легирующих элементов — вольфрама, хрома, молибдена, ванадия, кобальта. Маркируются быстрорежущие стали буквой Р, число после которой показывает среднее содержание вольфрама в процентах. Далее идут обозначения и содержание других легирующих элементов. Содержание углерода во всех быстрорежущих сталях приблизительно 1 %, а хрома 4 %. Поэтому эти элементы в марке не указываются, например Р18, Р9, Р6М5, Р6М5Ф2К8. [c.190] Быстрорежущие стали применяются для изготовления инструмента, используемого при обработке металла на металлорежущих станках (резцы, фрезы, сверла). Для экономии дорогих быстрорежущих сталей режущий инструмент часто изготавливается сборным или сварным. Рабочую часть из быстрорежущей стали приваривают к основной части инструмента из конструкционной стали. [c.191] Металлокерамические твердые сплавы представляют собой спеченные порошковые материалы, основой которых служат карбиды тугоплавких металлов, а связующим — кобальт. Их теплостойкость доходит до 900-1000 °С, а твердость HRA 82-92. Скорость резания твердыми сплавами в 2-3 раза выше скорости резания быстрорежущими сталями. [c.191] Твердые сплавы делятся на три группы. Вольфрамовые изготовляются на основе карбида вольфрама и кобальта, содержащегося в количестве от 3 до 15 %. Маркируются буквами ВК и цифрой, показывающей содержание кобальта в процентах (ВК2, ВК6, ВКЮ). Чем выше содержание кобальта, тем выше вязкость сплава. На свойства сплавов влияет размер зерна карбидов. С уменьшением размера зерна возрастает износостойкость, но несколько снижается прочность. В обозначениях марки сплава с мелким зерном добавляется буква М (ВКЗ-М, ВК6-М). Вольфрамовые сплавы используются при обработке чугунов, сплавов высокой хрупкости, неметаллических материалов. [c.191] Твердые сплавы изготавливаются в виде пластин, которые припаиваются к державке из углеродистой стали. Применяют твердые сплавы для резцов, сверл, фрез и другого инструмента. Главный недостаток твердых сплавов — высокая хрупкость. [c.192] По твердости (90-95 HRA), тепло- и износостойкости минералокерамические материалы превосходят твердые сплавы. Микролит характеризуется высокой химической стойкостью и достаточными прочностными свойствами. Инструменты с пластинками микролита не теряют своей твердости при нагревании в процессе работы до 1200 °С. Поэтому очень эффектно их применение при чистовой и получистовой обработке чугунных изделий, цветных металлов и их сплавов, неметаллических материалов в случае высоких скоростей и при небольших глубинах резания и подачи. Технология изготовления пластинок микролита следующая подготовленный порошок формуют, прессуют, а затем спекают при температуре 1750-1900 °С. К державкам инструментов пластинки припаивают или прикрепляют механически. [c.193] Вернуться к основной статье