Композиционные инструментальные материалы

Композиционные инструментальные материалы [c.806]

С тех пор не было разработано новых композиционных инструментальных материалов на металлической основе, обладающих более высокими физико-ме-ханическими свойствами. Видимо, дальнейшие возможности композиционной разработки новых составов металлических инструментальных материалов ограничены или даже исчерпаны. [c.16]

В работе [37] приведены результаты исследований фрикционных свойств инструментальных материалов с многокомпонентными покрытиями на основе двойных, тройных систем нитридов тугоплавких металлов IV—VI групп Периодической системы элементов. Отмечено, что композиционные конденсаты, полученные по схемам одновременного испарения нескольких [c.141]

Применение традиционных методов повышения ре-Жуш,их свойств инструментов за счет сложного легирования инструментальных материалов в настояш,ее время в большой степени ограничено из-за дефицитности ряда элементов. В связи с этим актуальной задачей является создание принципиально новых инструментальных материалов, так называемых композиционных, которые обладают повышенной поверхностной износостойкостью и относительно высокой прочностью, а также вязкостью. [c.3]

Ко второй группе отнесены специфические требования к инструментальному материалу с покрытием — как единому композиционному телу. В этом случае материалы покрытия и инструмента должны иметь 1) сродство кристаллохимического строения, при котором возможно обеспечить прочную адгезионную связь между ними 2) оптимальное соотношение основных физико-механических и теплофизических характеристик (модуль упругости, коэффициенты Пуассона, термического расширения, тепло- и температуропроводности). [c.34]

С учетом больших преимуществ, которые могут обеспечивать композиционные покрытия, были проведены исследования фрикционных свойств инструментальных материалов с композиционными покрытиями. [c.64]

Композиционные покрытия на основе двойных, тройных систем нитридов тугоплавких металлов IV—VI групп Периодической системы элементов для исследований фрикционных свойств инструментальных материалов были получены при оптимальном соотношении технологических параметров процесса КИБ.. [c.64]

Резцы из сверхтвердых композиционных материалов (СТМ). Поликристаллические СТМ — новая группа инструментальных материалов, применение которых характеризуется высокими скоростями резания и малыми толщинами срезаемых стружек, большой мощностью резания и небольшими энергетическими затратами, малыми силами резания и высокой точностью обработки. В промышленности применяют резцы, оснащенные поликристаллами композита 01 (эльбор Р), композита 05, композита 10 (гексанит Р) и композита 10Д (двухслойные пластины с рабочим слоем из гексанита Р). [c.112]

Будучи инертными по отношению к железу и многим его сплавам, пластины на основе КНБ нашли широкое применение при обработке закаленных углеродистых и легированных сталей, а в последнее время - при точении специальных сплавов и твердых наплавок. Поликристаллические алмазные пластины по износостойкости приближаются к монокристаллам алмаза и поэтому являются самым твердым инструментальным материалом. Однако, низкая температуростойкость пластин (650°С) и химическое сродство к углероду позволяет наиболее успешно их применять при точении медных, алюминиевых сплавов, пластмасс и особенно высокопрочных композиционных полимерных материалов. [c.167]

Все известные инструментальные материалы можно разделить на металлические, неметаллические и композиционные. В металлических материалах могут содержаться небольшие примеси неметаллов, обусловленные технологией получения материала, а также необходимый для образования карбидов углерод и для получения окислов - кислород. Аналогично в структуре неметаллических инструментальных материалов возможны примеси металлов в незначительном количестве. Сплавы, спеки и многослойные материалы, состоящие из материалов различных видов и разновидностей, относятся к композиционным материалам, при этом возможны комбинации из металлов и неметаллов или же только из металлов. [c.130]

Создание минералокерамических инструментальных материалов обусловлено необходимостью сократить или полностью исключить использование в инструментах дефицитных металлов, сохранив достигнутый уровень работоспособности инструментов, соответствующий твердым сплавам. Свое название эта группа материалов получила в связи с тем, что исходным сырьем для них служат глинозем и кремний. С целью повышения прочности начали создавать композиционные материалы с добавками карбидов вольфрама, титана, молибдена, нитридов титана, двуокиси циркония. Такие материалы называются керметами (керамика-металл). Известны и другие названия для керамики на основе окиси алюминия - [c.155]

Физико-механические свойства износостойких покрытий, отличаюш,иеся в широком диапазоне (табл. 7.33), не дают оснований для отбора наилучших покрытий только по этим параметрам. Такое возможно для однослойных покрытий. Композиционные двойные, тройные и большие системы строятся по особым принципам, где важное значение могут иметь слои соединений с низкими физико-механическими свойствами. Для пояснения рассмотрим идеализированную схему композиционного покрытия. Контактирующий с обрабатываемым материалом наружный слой первый должен препятствовать адгезии и диффузии, образованию окисных пленок, сопротивляться термическим превращениям и хрупкому усталостному разрушению. Последний слой обеспечивает связь покрытия с инструментальным материалом, для чего от них требуется идентичность кристаллохимического строения (близкие параметры решетки и особенности кристаллов, максимальная разность атомных размеров не должна превышать 15 %), невозможность образования хрупких фаз при температуре резания, близость коэффициентов линейного расширения при пагреве, теплопроводности, других физико-химических свойств (модулей упругости и сдвига, коэффициентов Пуассона). Третий слой осуществляет барьерные функции между первым и последним слоями, повышая термодинамическую устойчивость покрытия, изменяя его теплопроводность и т.д. Три основных слоя связываются с помощью двух промежуточных слоев. [c.164]

Дальнейший прогресс в области инструментальных материалов связывается с разработкой различного рода композиционных материалов, отличительными признаками которых являются [21] [c.167]

По назначению композиционные материалы делятся на конструкционные, инструментальные, электротехнические и др. [c.71]

Карбидная керамика используется в качестве материала матриц алмазосодержащих композиционных материалов инструментального назначения. Тугоплавкие композиционные материалы и изделия из них получа ют за счет химических реакций в объеме заготовки. Заготовки изготавливают из смеси порошков, которые формуются в изделие требуемой формы на ранних стадиях технологического процесса. Затем осуществляют химические реакции и получают конечное изделие с последующим преобразованием состава и структуры материала. Высокая твердость и износостойкость полученных материалов крайне затрудняют механическую обработку новых изделий. Она осуществляется алмазным инструментом или шлифованием. Наиболее перспективно шлифование торцом шлифовального круга, так как этот вид шлифования обеспечивает менее жесткие температурные условия обработки. [c.139]

С учетом предварительно сформулированных задач исследования и концепции покрытия как третьей среды между инструментальным и обрабатываемым материалами разработку покрытий для труднообрабатываемых материалов проводили только на основе композиционных и многослойных систем. При выборе состава этих покрытий руководствовались общими требованиями, предъявляемыми к покрытиям, и принципиальным подходом к многослойным композиционным покрытиям для режущих инструментов. При разработке покрытий для труднообрабатываемых материалов использовали вакуумно-плазменную технологию. [c.162]

Результаты проведенных исследований показывают, что совершенствование-режущих инструментов в результате нанесения покрытий возможно разными пу тями. Например, создание специальных инструментальных матриц, свойства которых в наибольшей степени удовлетворяли бы оптимальным условиям кинетики роста покрытия. Режущий инструмент, изготовленный из материала подобного типа, имел бы высококачественное покрытие и прочное сцепление покрытия и матрицы. Совершенствование покрытий будет базироваться на создании многослойно-композиционных покрытий, отвечающих требованиям третьей среды между инструментальным и обрабатываемым материалами. Многослойно-композиционные покрытия, имеющие гетерофазное строение и переменные свойства по сечению, лучше сопротивляются хрупкому разрушению, имеют низкое физико-химическое сродство с обрабатываемым материалом и поэтому более эффективно уменьшают интенсивность диффузионных, химико-окислительных и адгезионно-усталостных видов изнашивания инструмента. Б результате, создания новых поколений установок процесс нанесения покрытий будет происходить в автоматизированном режиме, управляемом от ЭВМ при возможно строгой регламентацией оптимальных соотношений технологических параметров. [c.184]

При легировании машиностроительных и инструментальных сталей в качестве легирующего электрода применяют переходные металлы IV—VI групп, а также композиционные материалы типа ВК и ТК. [c.11]

При обработке углеродистых, инструментальных сталей и жаропрочных сплавов на никелевой основе используют графитовые и медные ЭИ. Для черновой ЭЭО заготовок из этих материалов применяются ЭИ из алюминиевых сплавов и чугуна, а при обработке отверстий — ЭИ из латуни. При обработке твердых сплавов и тугоплавких материалов на основе вольфрама, молибдена и ряда других материалов широко применяют ЭИ из композиционных материалов, содержащих медь, вольфрам и другие компоненты, так как при использовании графитовых ЭИ не обеспечивается высокая производительность из-за низкой стабильности электроэрозионного процесса, а ЭИ из меди имеют большой износ, достигающий десятка процентов, и высокую стоимость. [c.35]

Сваркой взрывом освоена достаточно широкая номенклатура материалов как в однородном, так и в разнородных сочетаниях малоуглеродистые, коррозионно-стойкие, инструментальные стали, медь, алюминий, титан и сплавы на их основе, ванадий, ниобий, серебро, молибден, вольфрам, цирконий, магний, цинк и др. Наибольший интерес представляет соединение разнородных материалов. Метод позволяет получать двух- и многослойные соединения, композиционные материалы. [c.494]

Экономию дефицитных материалов получают при использовании армированного инструмента, например фрезы (рис. 2), изготовленной из трех металлов из литой инструментальной стали (ножи /) из силумина (матричный металл) (корпус 2) и углеродистой стали (втулка 3). Разработана также технология получения композиционных буровых шарошек. В таких шарошках зубья выполнены из сплава В К и стального сердечника (сталь с ударной вязкостью не менее 1,0 МДж/м ) [c.669]

Износостойкие покрытия (табл. 7.32), наносимые на рабочие поверхности инструментов, предназначены для изменения поверхностных свойств инструментального материала в направлении снижения контактного воздействия с обрабатываемым материалом и термодинамического напряженного состояния режущей части, а также взаимодействия на термоЭДС и тепловые потоки в зоне резания. В конечном счете это приводит к повышению стойкости и прочности инструмента. Покрытый одним или несколькими слоями однородных и разнородных материалов инструментальный материал становится композиционным со свойствами, [c.162]

Применение малоразмерных твердосплавных инструментов (диаметром 0,2—20 мм) в монолитном исполнении позволило распространить твердые сплавы практически на всем диапазоне размеров, а также использовать их для резьбообразующих, мелко-модульных зуборезных и других инструментов, ранее традиционно изготовлявшихся из быстрорежущих инструментальных сталей. Применение монолитного твердосплавного инструмента во много раз повышает производительность и стойкость инструментов (особенно при обработке многослойных, композиционных и неметаллических материалов). [c.4]

В промышленности создан ряд инструментальных материалов, которые называются композиционными (композитами). К ним относятся эльбор (композит 01), белбор (композит 02), гексанит (композит 10), композит 05 (состоит из кубического нитрида бора (КНБ) и Al Oj), композит 09 (состоит из поликристаллов твердого нитрида бора — ПТНБ). [c.467]

Многие инструментальные материалы относятся к композиционным. Это карбидостали, твердые и сверхтвердые минералокерамичесБсие материалы и др. В их составе и структуре сочетаются разнородные по составу компоненты и фазы, одни из которых обеспечивают высокую твердость, износостойкость и т. п., а другие вьшолняют роль ме-талла-связБси, цементируют твердые частицы в одно целое компактное тело, обеспечивая необходимую прочность и вязкость. [c.806]

По нашему мнению, используемые в настоящее время принципы получения конструкционных и инструментальных материалов в виде жестких систем пе удовлетворяют современным требованиям. Оеобенпо это относится к высокопрочным материалам на основе иптерметаллидов и тугоплавких соединений. Материалы следует конструировать. Одним из эффективных принципов получения таких материалов может стать создание высокопрочных композиционных поликристаллов с демпфирующими прослойками. Современные методы порошковой металлургии позволяют осуществлять любые композиции и создавать материалы заданной конструкции. [c.96]

Сверхтвердые инструментальные материалы включают природный и искусственный алмаз (типа баллас и карбонадо), кубический нитрид бора (марок эльбор-Р, кубонит-Р) и композиционные материалы, полученные на их основе (гексанит-Р и др.). Эти материалы обладают высокой твердостью, поэтому ими обрабатывают особопрочные материалы. [c.14]

Анализ данных, приведенных в табл. 15, свидетельствует о сильном влиянии покрытий на окисляемость инструментальных материалов. Особенно заметно покрытия снижают окисляемость твердых сплавов группы ВК при температурах от 600 до 1200°С и твердых сплавов ТК и ТТК при температурах от 900 до 1200 °С. В наибольшей степени стабилизируют термодинамическую устойчивость твердых сплавов покрытия на основе карбида титана и композиционные покрытия Ti —Ti N—TiN, Ti —АЬОз, Ti —AI2O3—TiN (метод ГТ) и (Ti— r)N, (Hf/Zr— r)N, (Ti/Nb— r) N (метод КИБ). Например, покрытия с содержанием соединения АЬОз в качестве наружного или барьерного слоев позволяют значительно увеличить температуру начала окисления твердого сплава. Так, для сплава ТТ10К8Б композиционные покрытия Ti —АЬОз и Ti —АЬОз—TiN увеличивают температуру начала окисления [c.66]

Как показывает анализ данных, приведенных в табл. 19, значительная стабилизация микротвердости покрытий КИБ по времени наблюдается у композиционного покрытия (Ti— r)N, для которого снижение микротвердости после его в.ыдержкн в течение 540 сут составило всего 4,3 %. Другим способом стабилизации свойств покрытий методом КИБ по времени является дополнительный отжиг инструментов с покрытием при температурах ниже температур, приводящих к структурно-фазовым превращениям в инструментальном материале. Например, вакуумный отжиг образцов Р6М5 с покрытиями TiN КИБ приводит к некоторому снижению твердости покрытия TiN, но одновременно в результате упорядочения структуры покрытия его микротвердость практически не зависит от временного фактора. [c.77]

Карбидосталн — это новый класс инструментальных материалов для обработки деталей из труднообрабатываемых материалов, изготовляемых методами порошковой металлургии. Это композиционный материал, в котором зерна тугоплавких карбидов (преимущественно Ti ) равномерно распределены в связке из легированной стали. [c.43]

Производя попытки повысить прочность и уменьшить хрупкость минерало-керамики легированием некоторыми тугоплавкими металлами, ученые получили новую подгруппу металломинеральных инструментальных материалов, названных керметами. Первые композиционные керметы оказались недостаточно износостойкими. Поиски более совершенных композиций керметов продолжаются, и уже получены положительные результаты по созданию более прочных и менее хрупких составов, превышающих по свойствам чистую минералокерамику ЦМ332. Можно надеяться, что будут разработаны керметы с весьма высокими режущими свойствами и это позволит в дальнейщем широко применять их как прогрессивный инструментальный материал. [c.16]

При изготовлении инструмента с механическим креплением режущих пластин к державке или корпусу инструмента с непере-тачиваемыми пластинами из твердого сплава и композиционных материалов применяют некоторые специфические технологические приемы. Широко внедряется обработка методами горячей и холодной пластической деформации (штамповка, прессование, редуцирование, прокатка и др.), снижающая расход инструментальных материалов. [c.5]

Полимерные пленки, нанесенные на рабочую поверхность инструмента, способны значительно снизить коэффициент трения, повысить износостойкость инструмента, предотвратить схватывание инструментального и обрабатываемого материалов. Пленки могут быть предварительно нанесены или непрерывно возобновляться в процессе обработки, например натиранием. Из выпускаемых промышленностью полимеров и пластмасс лучшими антифрикционными свойствами обладают фторопласт-3, фторопласт-4, полиамидные смолы АК-7, П-610, капрон, тексто-литы. Широко используются композиционные полимерные материалы, содержащие в качестве наполнителя графит, МоЗг, фторопласт-40 с наполнителями, капрон с наполнителями АТМ-2 и др. Промышленность выпускает широкий ассортимент твердых дисульфидмолибденовых смазок в виде паст, суспензий, брикетов, порошка Мо8г [2, 13]. [c.275]

К первой группе относят металлы и сплавы, обладающие удовлетворительными механическими характеристиками при обычных климатических температурах (до —50 °С) углеродистые стали ферритного и мартенсит-ного классов, некоторые низколегированные и инструментальные стали и композиционные материалы на основе кобальта. [c.309]

Возникает задача создания экономно-легированных сплавов, композиционных материалов и методов поверхностного упрочнения деталей машин. Поверхностные слон во кногом определяют работоспособность деталей машин, поэтому износостойкость и коррозионная стойкость деталей полностью зависят от состояния их поверхности. Применением износостойких покрытий стремятся решить проблему экономии вольфрама в инструментальных сталях, а такя е повысить работоспособность деталей из конструкционных сталей. Ионная имплантация снижает точечную коррозию н повышает износостойкость подшипников качения, Задача создания высокожаростойких и жаропрочных сплавов для новой техники неразрывно связана с разработкой надежных защитных покрытий. Поверхностное легирование приводит к экономии дефицитных металлов, так как в этом случае их требуется меньше, чем при объемном легировании [c.7]

Хотя безвольфрамовые ТС и являются менее дефицитными и дорогостоящими материалами, но применение их весьма ограничено. Поэтому в последние годы все большее внимание уделяется новому классу инструментальных композиционных материалов — карбидосталям (КС) или фер-ротикарам. КС при оптимально выбранном составе по свойствам (износостойкости, прочности при изгибе и т. п.) не уступают карбидовольфрамовым ТС. КС назьшаются соединения из легированной стали, выполняющей роль связки с равномерно распределенными в ней карбидами тугоплавких [c.807]

Наряду с перечисленными требованиями необходимо также учитывать, что композиционное тело покрытие — инструментальный материал подвергается относительно длительному воздействию высоких напряжений и температур, при которых возможны твердофазовые диффузионные реакции на границе раздела материалов покрытия и инструмента, которые при определенных условиях могут привести к значительным изменениям состава и структуры взаимодействуюшей пары. Положительная роль покрытия может быть преждевременно утрачена. Поэтому одним из важнейших требований к материалам покрытия и основы является снижение склонности указанной пары к твердофазовым диффузионным реакциям во всем диапазоне температур и напряжений в условиях процесса резания. [c.34]

Перед инструментальным производством стоит ответственная задача обеспечить выполнение решений XXVI съезда КПСС по ускорению научно-технического прогресса и увеличению выпуска продукции машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности не менее чем в 1,4 раза. Конкретные задачи инструментального производства определены постановлением ЦК КПСС и Советом Министров СССР О значительном повышении технического уровня и конкурентоспособности металлообрабатывающего, литейного и деревообрабатывающего оборудования и инструмента . В соответствии с постановлением изменится структура изготовляемого инструмента, увеличится удельный вес прогрессивных высокопроизводительных конструкций повышенной точности, в том числе из твердых сплавов, синтетических сверхтвердых композиционных материалов, минералокерамнки и безвольфрамовых твердых сплавов, инструментов с различными износостойкими покрытиями и инструмента с механическим креплением неперетачиваемых пластин и др. [c.3]

Заготовки из сверхтвердых композиционных материалов и керамики. В качестве инструментальных сверхтвердых материалов применяют синтетические поликристаллы алмаза (СПА), синтетические поликристаллы нитрида бора (СПНБ) и композиты (композит 01, 05, 10, ниборит, алмет и др.). Из этих сверхтвердых материалов изготовляют режущие элементы к сборным резцам (проходным, подрезным, расточным и резьбовым), торцовым фрезам и сверлам. Высокие твердость и теплостойкость этих материалов позволяют повысить скорость резания при обработке стали, чугуна и цветных металлов по [c.80]

По составу исходных материалов Самофлюсующиеся сплавы Интерметаллы Медные сплавы Коррозионные стали и сплавы Инструментальные и конструкционные стали Высокоутеродистые сплавы, в т.ч. легаро- ванные Композиционные Керамические Чистые металлы [c.47]

Рассмотрены кристаллическое строение металлов, процессы кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации, фазы, образующиеся в сплавах, диаграммы состояния двойных и тройных систем и технология термической обработки стали на металлургических и машиностроительных заводах. Приведены необходимые сведения о конструкционных, инструментальных, корро-вионностойких и жаропрочных сталях, а такнге сплавах на основе титана, меди, алюминия и магния. Представлены новые металлические материалы — композиционные, сплавы с эффектом памяти формьр>, металлические стекла, стали повышенной и высокой обрабатываемости, а также порошковые материалы. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...