РИ - Инструментальные материалы (В.Леонтьев)

Лекция

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ

Инструментальные стали предназначены для изготовления следующих основных групп инструмента: режущего, измерительного и штампов. По условиям работы инструмента к таким сталям предъявляют следующие требования: стали для режущего инструмента (резцы, сверла, метчики, фрезы и др.) должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и теплостойкостью; стали для измерительного инструмента должны быть твердыми, износостойкими и длительное время сохранять размеры и форму инструмента; стали для штампов (холодного и горячего деформирования) должны иметь высокие механические свойства (твердость, износостойкость, вязкость), сохраняющиеся при повышенных температурах; кроме того, стали для штампов горячего деформирования должны обладать устойчивостью против образования поверхностных трещин при многократном нагреве и охлаждении.

Твердые сплавы

Применение специальных твердых сплавов дает возможность вести обработку металлов со сверхвысокими скоростями резания, поскольку эти сплавы обладают очень высокой твердостью, износоустойчивостью и красностойкостью. Основу твердых сплавов составляют карбиды тугоплавких металлов: WC, TiC, VC, TaC, NbC, CrC и др., которые имеют высокие температуры плавления, повышающие температуры плавления исходных металлов.

Металлический характер межатомных связей в карбидах определяет и металлический характер их физических свойств: повышенную электропроводность (уменьшающуюся с повышением температуры), повышенную теплопроводность, а также способность взаимодействовать в жидком и твердом состоянии между металлами данной и других групп. Это позволяет на основе карбидов тугоплавких металлов создавать различные композиции твердых сплавов. Карбиды можно получить в виде порошка и в литом состоянии. В зависимости от способа производства твердые сплавы делятся на две группы: металлокерамические и литые.

Сверхтвердые режущие материалы

Сверхтвердыми режущими материалами (СТМ) оснащают резцы, торцовые фрезы, расточные пластины, развертки, зенкеры для работы с небольшими сечениями среза и высокими скоростями резания. Алмаз, рубин, сапфир используются для обработки цветных металлов и твердых неметаллических материалов.

Для обработки конструкционных сталей и сплавов они непригодны, так как химически активны к железу, имеют низкую износостойкость при высоких температурах резания. Указанные металлы, особенно высокой твердости, обрабатывают нейтральными к железу материалами на основе нитрида бора (композитами). Возможность получения острой режущей кромки и высокая износостойкость СТМ делают их незаменимыми для отделочных работ, там, где требуется большая размерная стойкость, при работе с высокими скоростями резания.