ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Инструментальные материалы из "Высокопроизводительная обработка металлов резанием " Обработка металлов резанием производится режущим лезвием. Именно здесь при срезании припуска образуется стружка, обнажая готовую деталь. Для процесса резания необходимо, чтобы материал инструмента был тверже обрабатываемого материала и сохранял свою твердость при высоких температурах. Фактически, сменные многогранные пластины (СМП) - это комбинация инструментального материала и режущей геометрии. Любая обработка настолько хороша, насколько хорошо режущее лезвие и способ его применения. [c.278] У инструментального материала есть три основные характеристики, определяющие способность работать на высоких скоростях и с большими подачами износостойкость, прочность и способность сохранять твердость и химическую стабильность при повышенных температурах (красностойкость). [c.278] Сегодня существуют материалы, максимально оптимизированные для конкретного применения, которые обработают конкретную заготовку при заданных условиях наиболее эффективно. Это касается не только новых инструментальных материалов, но и быстрорежущих сталей, которые стали работать в несколько раз быстрее. Но не быстрорежущие стали привели к бурному развитию металлообработки. [c.279] По сути, инструмент режет металл потому, что он тверже заготовки и у него есть режущий клин. Но добиться высокой производительности не так то просто. Выбор инструмента для конкретной операции осуществляется по нескольким критериям. [c.279] Тип операции - черновая или чистовая, условия обработки - с ударами или без, величина припуска. Заготовка характеризуется типом материала, его структурой, твердостью, прочностью, однородностью, наличием корки и каких-либо включений. [c.279] Требуемая точность изготовления и качество обработанной поверхности влияют на выбор инструментального материала, поскольку разные материалы дают разное качество обработки. [c.280] Общая жесткость системы СПИД (станок-приспособрение-инструмент-деталь) определяет насколько прочной должна быть режущая кромка, чтобы выдерживать влияние сил резания. Поэтому во многих случаях приходится исключать применение хрупких инструментальных материалов. [c.280] Твердый сплав - это инструментальный материал, состоящий из твердых зерен карбидов, соединенных связкой. Твердый сплав имеет прекрасное сочетание свойств с точки зрения металлообработки. Он занимает лидирующую позицию в большинстве процессов резания металлов. [c.280] Наибольшие возможности по применению, на данный момент, у твердого сплава с износостойким покрытием. Твердые сплавы с покрытием используются, в основном, для обработки алюминия, а также в исключительных случаях. [c.281] Являясь продуктом порошковой металлургии, твердый сплав изготавливается из набора карбидов металлов и связки. Основное свойство карбидов - их твердость. Основными карбидами для изготовления твердых сплавов являются карбид вольфрама (W ), карбид титана (Т1С), карбид тантала (ТаС), карбид ниобия (Nb ). В качестве связки обычно служит металлический кобальт (Со). Кроме того, зерна карбидов способны соединяться друг с другом и не требуют применения большого количества связки. Размер зерна карбидов варьируется в пределах от 1 до 10 мкм, а их доля в объеме твердого сплава составляет от 60 до 95%. [c.281] Высокое содержание карбидных зерен делает твердый сплав более износостойким, имеющим большую твердость и предел прочности на сжатие. Увеличение доли металлической связки придает твердому сплаву изгибную прочность. Изгибная прочность означает для твердого сплава способность противостоять развитию трещин, она обратно пропорциональна твердости и больше у сплавов с большим содержанием связки, большой размер большое количество связки создают прочный твердый сплав, а сплав с высокой твердостью получается из мелких зерен карбидов с небольшим количеством связки. [c.282] В сравнении с обрабатываемыми материалами, например, со сталью, твердые сплавы имеют большую твердость, большую прочность на сжатие, но меньший предел прочности на растяжение. Плотность твердого сплава в среднем вдвое больше, чем плотность стали. Жесткость твердого сплава выше, чем у стали, модуль упругости которой вдвое больше. [c.282] При высоких температурах в зоне резания свойства твердого сплава приближаются к свойствам заготовки. Однако, даже в этих условиях твердый сплав способен выполнять резание. [c.282] Поэтому твердый сплав является прекрасным инструментальным материалом. Несмотря на то, что при высоких температурах твердость и . [c.282] Карбид титана и оксид алюминия являются чрезвычайно твердыми материалами. Они обеспечивают износостойкость, обладают химической инертностью и поэтому создают химический и термический барьеры между инструментом и обрабатываемым материалом. Нитрид титана не такой твердый материал, но он обеспечивает низкий коэффициент трения на поверхности инструмента и стойкость к кратерному износу. Кроме того, нитрид титана обладает привлекательным золотым цветом. [c.283] Различные комбинации покрытий обеспечивают твердым сплавам широкий диапазон применения благодаря большей износостойкости, а также химической инертности к обрабатываемому материалу Красностойкость как свойство материала не изменяется наличием покрытия. Однако, низкая теплопроводность покрытия не позволяет теплу проходить в основу твердого сплава. Трение и внешний вид также имеют значение. Некоторые пластины имеют золотой цвет, другие серые или черные, в зависимости от верхнего слоя покрытия. [c.283] Карбонитрид титана является прекрасной связкой, обладает износостойкостью и поэтому используется в качестве связки между основой сплава и покрытием. [c.284] Покрытия на твердом сплаве очень тонкие, обычно общая толщина покрытия составляет 2-12 мкм, чрезмерная толщина может вызвать отрицательные эффекты. [c.284] Пластины с покрытием являются первым выбором почти для всех операций точения, фрезерования и сверления для обработки большинства материалов. [c.284] Твердые сплавы с покрытием и без него, различные обрабатываемые материалы, различные варианты применения и виды операций создают огромное количество комбинаций. Твердые сплавы описываются их производителем, но необходима их классификация с точки зрения операции, где они применяются, условий работы и обрабатываемого материала. Каждый сплав перекрывает некоторый диапазон применения для конкретной операции по данному материалу Графически эти зоны выглядят как прямоугольники с указанием середины диапазона применения, что означает условия наиболее благоприятные для применения сплава. [c.284] Вернуться к основной статье