2014-01-25
918
Стали и сплавы для режущего инструмента
Стали для режущего инструмента после закалки и низкого отпуска должны иметь высокую твердость в режущей кромке (HRC 62-68), значительно превышающую твердость обрабатываемого материала; высокую износостойкость, необходимую для сохранения размеров и формы режущей кромки при резании, достаточную прочность для предупреждения поломки инструмента в процессе работы и красностойкость.
1. Красностойкость - важнейшая характеристика сталей, которая определяет скорость резания. Под красностойкостью понимается способность материала сохранять рабочую твердость на режущей грани инструмента при нагреве до высоких температур. Она выражается температурой нагрева, при которой рабочая твердость составляет не менее HRC 58.
В зависимости от красностойкости материалы для режущего инструмента подразделяются на следующие группы:
1) Углеродистые стали с красностойкостью 200 °С.
2) Низколегированные стали с красностойкостью 200 -250°С.
3) Быстрорежущие стали с красностойкостью 600-670 °С.
|
|
|
4) Металлокерамические твердые сплавы с красностойкостью 800-1000 °С.
5) Минералокерамические твердые сплавы с красностойкостью 1200 °С.
6) Сверхтвердые материалы с красностойкостью 1300-1400 °С.
2. Углеродистые инструментальные стали. Их выпускают марок У7, У8, У9....У13. Недостатком этих сталей является низкая прокаливаемость и склонность к короблению при закалке, так как закалка их осуществляется в воде. Кроме этого низкая красностойкость приводит к тому, что при нагреве выше 200 °С инструмент теряет твердость.
3. Низколегированные инструментальные стали типа X, 9ХС, ХВГ, ХВСГ имеют такую же красностойкость, как углеродистые стали, но более глубокую прокаливаемость и меньше деформируются при закалке, так как закалка осуществляется в масле.
4. Быстрорежущие стали имеют высокую теплостойкость и применяются для изготовления высокопроизводительного режущего инструмента, обрабатывающего материалы со скоростью резания 35-80 м/мин.
Изготавливаются путем прессования порошков углерода, вольфрама, титана, кобальта, тантала под высоким удельным давлением и последующего стекания при температуре 1450 °С в атмосфере водорода. Структура, образующаяся после спекания, состоит из карбидов WC, TiC, TaC и кобальта, который выполняет роль цементирующей связки. Чем больше кобальта, тем прочнее сплав.
Карбид WC придает сплавам высокую твердость (HRC 72-76) и износостойкость. В присутствии карбида TiC увеличивается температура сваривания отходящей стружки с рабочей гранью инструмента. Карбид ТаС уменьшает склонность к выкрашиванию режущей кромки инструмента, так как твердые сплавы чрезвычайно хрупки и увеличивает вибропрочность.
|
|
|
В зависимости от состава твердые сплавы подразделяются на три группы:
| 1) BK(WC+Co) с красностойкостью ~ 800 °С. Сплавы этой группы маркируются: ВК6, ВК8, BK10 и др. Сплавы группы ВК применяются для обработки чугунов и цветных сплавов. 2) ТК (WC+TiC+Co) с красностойкостью ~ 900 °С. Маркируются: Т5К10, Т15К6, Т30К4 и др. Сплавы группы ТК применяются для черновой и чистовой обработки стали. 3) ТТК (WC+TiC+TaC+Co): TT7K12, ТТ20К7 и др. Сплавы ТТК применяются для черновой обработки стали в особо тяжелых условиях резания- отливок с наличием пригара формовочной смеси; поковок, штамповок со слоем окалины и т.д. Высокая красностойкость (~ 1000 °С) позволяет использовать их для обработки высоколегированных трудно обрабатываемых сталей. |
