2020-07-12
114
Синтетический алмаз получают синтезом при высоком давле- нии, применяется для обработки твердых сплавов, камня, стекла, цветных металлов.
Электрокорунд – кристаллический оксид алюминия. Сырьем для производства оксида алюминия являются бокситовые глины, со- держащие не менее 60% Al2O3. Свое название электрокорунд получил из-за технологического процесса плавления в электродуговых печах с использованием энергии электрической дуги при температуре более 2000 оС. При охлаждении расплава в его верхней части происходит кристаллизация с образованием вещества с содержанием оксида алюминия более 97%. В процессе дальнейшей очистки, дробления и просеивания получается абразивное зерно для производства абразив- ных инструментов. Электрокорунд особенно подходит для обработки металла и древесины, используется для производства отрезных и шлифовальных кругов и других абразивных инструментов.
Циркониевый корунд получается в результате высокотемпера- турного (примерно 1900 оС) расплавления смеси из оксида алюминия Al2O3и диоксида циркония ZrO2. Циркониевый корунд обладает вы- сокой вязкостью и высоким коэффициентом шлифования, которые оптимально подходят для обработки нержавеющей стали.
|
|
|
Карбид кремния – карборунд (SiC) получают путем синтеза природного кварцевого песка и нефтепродуктов. В электропечи при
температуре более 2000 оС происходит кристаллизация смеси, ре- зультатом которой является образование карбида кремния. Зерна кар- бида кремния, благодаря твердой и кристаллической структуре с вы- сокой режущей способностью подходят для обработки лака, краски, шпаклевки, стекла, керамики, камня, чугуна, титана, резины и раз- личных полимеров.
Карбид бора (B4C) – химическое соединение очень высокой твердости, уступающей только алмазу и кубическому нитриду бора.
Кубический нитрид бора (КБН) – боразон, эльбор – близок по твердости алмазу и имеет теплостойкость почти в два раза выше (до 1100…1300 оС). Марки эльбора (торговая марка России): ЛКВ40, ЛКВ50, ЛКВ40М, ЛКВ50М (М относится к металлизированным по- рошкам).
Абразивные материалы в чистом виде, как рабочий инструмент применяются крайне редко. Свое основное применение абразивы на- шли как основная составляющая для производства абразивных инст- рументов на гибкой основе, армированных отрезных кругов, шлифо- вальных кругов и на керамической связке.
Прочность и твердость инструмента во многом зависят от связ- ки, соединяющей абразивные частицы, которые бывают:
· Неорганическими. Для относящейся к ним керамической связки характерны: огнеупорность, стойкость к воздействию воды и химически активных сред. К недостаткам можно отнести низкую ус- тойчивость к изгибанию и ударам. Инструмент на керамической связке применяется практически во всех операциях, кроме обдироч- ной. Он хорошо отводит тепло и сохраняет форму профиля, но для обдирки его использовать нельзя из-за ее хрупкости.
|
|
|
· Органическими. Представитель этой группы – бакелитовая связка, является более упругой и прочной по сравнению с керамиче- ской. Инструмент на такой связке может иметь уникально малую толщину – до 0,5 мм (для отрезки и прорезки). Недостаток бакелито- вой связующей – слабая устойчивость к СОЖ, в которых содержатся щелочные компоненты. Приспособления на бакелитовой связке при- меняются на обдирке и для плоского шлифования.
Контрольные вопросы
1. Физико-механические свойства абразивных материалов.
2. Характеристики и области применения абразивных мате- риалов.
3. Зернистость шлифовальных материалов и область их при- менения в зависимости от зернистости.
4. Твердость абразивного инструмента и области его приме- нения в зависимости от твердости.
5. Связки абразивных кругов и области их применения
ЛИТЕРАТУРА
1. Зубарев, Ю.М. Современные инструментальные материа- лы: Учебник / Ю.М. Зубарев. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – 224 с.
2. Инструментальные материалы: Учебн. пособие / Г.А. Во- робьева, Е.Е. Складнова, А.Ф. Леонов, В.К. Ерофеев. – СПб.: Поли- техника, 2005. – 268 с.
3. Геллер, Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер. – М.: Металлургия, 1983. – 527 с.
4. Артингер, И. Инструментальные стали и их термическая обработка: Справочник / И. Артингер. - М.: Металлургия, 1982. – 312с.
5. Обозначение сменных многогранных пластин https://www.rinscom.com/articles/oboznacenie-shemnih-monogrannih- plastin/
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Физико-механические свойства инструментальных материалов
|
Марка |
Твер- дость | Предел прочно- сти, ГПа | Ударная вязкость КCU, МДж/м2 | Тепло- стой- кость θ, оС | Коэффициент относительной скорости ре- зания | |
| σи | σсж | |||||
| У10А | HRC63 | 2,8 | 3,5 | 9,8 | 220 | 0,4 |
| 9ХС | HRC64 | 3,0 | 3,8 | 9,8 | 230…240 | 0,6 |
| Р6М5 | HRC63 | 3,0…3,4 | 4,0 | 9,8 | 620 | 1,0 |
| Р9Ф5 | HRC65 | 2,5…2,9 | 4,0 | 9,8 | 620…640 | 2,5 |
| ВК3 | HRC82 | 1,1 | 5,0 | 5,9 | 1100 | 3,0 |
| ВК8 | HRC88 | 1,6 | 5,0 | 6,0 | 950 | 3,0 |
| Т5К10 | HRC88 | 1,4 | 4,0 | 2,9 | 1100 | 4,0 |
| Т15К6 | HRC84 | 1,0 | 4,0 | 2,9 | 1150 | 4,2 |
| ТТ7К12 | HRА87 | 1,65 | - | 4,0 | 950 | 3,5 |
| ТН30 | HRА88 | 1,1 | - | - | 1000 | 3,5 |
| ЦМ332 | HRА92 | 0,37 | 1,47 | 0,98 | 1500 | 6,0 |
| В0К60 | HRА93 | 0,65 | 2,5 | 1,1 | 1300 | 6,0 |
| Эльбор-Р | HV8000 | 0,5 | 3,0 | - | 1800 | 7,0 |
| Алмаз | -- | 0,3 | 1,95 | - | 650 | 1,5 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Область применения твердых сплавов
| Марки | Применение |
| Для обработки материалов резанием | |
| ВК3 | Чистового точения с малым сечением среза, окончательного на- резания резьбы, развертывания отверстий и других аналогичных видов обработки серого чугуна, цветных сплавов и неметаллических мате- риалов (резины, фибры, пластмассы, стекла, стеклопластиков, и т.д.). Резки листового стекла |
| ВК3-М | Чистовой обработки (точения, растачивания, нарезания резьбы, развертывания) твердых, легированных и отбеленных чугунов, цемен- тированных и закаленных сталей, а также высокоабразивных неметал- лических материалов |
| ВК6-ОМ | Чистовой и получистовой обработки твердых, легированных и отбеленных чугунов, закаленных сталей и некоторых марок нержа- веющих высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, особенно сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена (точения, растачи- вания, развертывания, нарезания резьбы, шабровки) |
| ВК6-М | Получистовой обработки жаропрочных сталей и сплавов, нержа- веющих сталей аустенитного класса, специальных твердых чугунов, за- каленного чугуна, твердой бронзы, сплавов легких металлов, абразивных неметаллических материалов, пластмасс, бумаги, стекла. Обработки за- каленных сталей, а также сырых углеродистых и легированных сталей при тонких сечениях среза на весьма малых скоростях резания |
| ТТ8К6 | Чистового и получистового точения, растачивания, фрезерования и сверления серого и ковкого чугуна, а также отбеленного чугуна. Не- прерывного точения с небольшими сечениями среза стального литья, высокопрочных, нержавеющих сталей, в том числе и закаленных. Об- работки сплавов цветных металлов и некоторых марок титановых сплавов при резании с малым и средним сечением среза |
| ВК6 | Чернового и получернового точения, предварительного нареза- ния резьбы токарными резцами, получистового фрезерования сплош- ных поверхностей, рассверливания и растачивания отверстий, зенкеро- вания серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметалличе- ских материалов |
| ВК8 | Чернового точения при неравномерном сечении среза и преры- вистом резании, строгании, чернового фрезерования, сверления, чер- нового рассверливания, чернового зенкерования серого чугуна, цвет- ных сплавов и неметаллических материалов. Обработки нержавеющих, высокопрочных и жаропрочных труднообрабатываемых сталей и спла- вов, в том числе сплавов титана |
| ВК10- ХОМ | Сверления, зенкерования, развертывания, фрезерования и зубофре- зерования стали, чугуна, некоторых труднообрабатываемых материалов и неметаллов цельнотвердосплавным, мелкоразмерным инструментом |
| ВК15 | Режущего инструмента для обработки дерева |
| Т30К4 | Чистового точения с малым сечением среза (типа алмазной обра- ботки); нарезания резьбы и развертывание отверстий незакаленных и закаленных углеродистых сталей |
| Т15К6 | Получернового точения при непрерывном резании, чистового точения при прерывистом резании, нарезания резьбы токарными рез- цами и вращающимися головками, получистового и чистового фрезе- рования сплошных поверхностей, рассверливания и растачивания предварительно обработанных отверстий, чистового зенкерования, развертывания и других подобных видов обработки углеродистых и легированных сталей |
| Т14К8 | Чернового точения при неравномерном сечения среза и непрерыв- ном резании; чернового фрезерования сплошных поверхностей, рассвер- ливания литых и кованых отверстий, чернового зенкерования и других подобных видов обработки углеродистых и легированных сталей |
| Т5К10 | Чернового точения при неравномерном сечении среза и прерыви- стом резании, фасонного точения, отрезки токарными резцами; чистово- го строгания; чернового фрезерования прерывистых поверхностей и других видов обработки углеродистых и легированных сталей, преиму- щественно в виде поковок, штамповок и отливок по корке и окалине |
| Т8К7 | Фрезерования труднообрабатываемых чугунов |
| ТТ7К12 | Тяжелого чернового точения стальных поковок, штамповок и от- ливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и различных неметаллических включений при равномерном сечении среза и нали- чии ударов. Всех видов строгания углеродистых и легированных ста- лей. Тяжелого сверления отверстий в стали, чернового фрезерования углеродистых и легированных сталей |
| ТТ10К8-Б | Черновой и получистовой обработки некоторых марок труднооб- рабатываемых материалов, нержавеющих сталей аустенитного класса, |
| маломагнитных сталей и жаропрочных сталей и сплавов в том числе титановых | |||||
| ТТ20К9 | Фрезерования стали, особенно фрезерование глубоких пазов и других видов обработки, предъявляющих повышенные требования к сопротивлению сплава тепловым и механическим циклическими на- грузками | ||||
| Для бесстружковой обработки металлов, быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и приспособлений
| |||||
| ВК3, ВК6, ВК3-М, ВК6-М | Сухого волочения проволоки из стали, цветных металлов и их сплавов при небольшой степени обжатия. Быстроизнашивающихся де- талей машин, приборов и измерительного инструмента, работающих без ударных нагрузок | ||||
| ВК8 | Волочения, калибровки и прессования прутков и труб из стали цветных металлов и их сплавов. Быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и измери- тельного инструмента, работающих при небольших ударных нагрузках | ||||
| ВК10 | Волочения и калибровки прутков и труб из стали, цветных ме- таллов и их сплавов при средней степени обжатия Быстроизнашивающихся деталей машин, приборов и измери- тельного инструмента, работающих при ударных нагрузках средней интенсивности | ||||
| ВК15 | Волочения и прессования прутков и труб из стали при повышен- ной степени обжатия. Штамповки, высадки, обрезки, вытяжки углеродистых и качест- венных сталей при ударных нагрузках малой интенсивности | ||||
| ВК10-КС | Штамповки, высадки, вытяжки легированных и специальных сталей при ударных нагрузках малой интенсивности | ||||
| ВК20-КС | Штамповки, высадки, обрезки легированных и специальных ста- лей и сплавов при ударных нагрузках средней интенсивности | ||||
| ВК20К | Объемной штамповки и высадки при обычной и повышенной температурах углеродистых легированных и специальных сталей при ударных нагрузках высокой интенсивности | ||||
| Для оснащения горного инструмента | |||||
| ВК6В, ВК4В, ВК8ВК, ВК8, ВК10КС, ВК8В, ВК11, ВК15 | |||||
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Марки, физико-механические характеристики и области применения керамических инструментальных материалов
| Марка | Твердость HRA, не менее | Область применения |
| В-3 | 93 | Чистовая и получистовая обработка без ударов закаленных конструкционных сталей HRC 30–50, серых ковких и легированных чугунов НВ 190– 340, графита, цветных металлов на основе меди с высоким скоростями резания (в 2–3 раза боль- шими, чем для наиболее износостойких марок твердых сплавов) с малыми сечениями среза |
| ВОК-60 | 93 | Чистовая и получистовая токарная обработка за- каленных конструкционных сталей HRC45–60 и более серых, ковких, легированных чугунов с высокими скоростями резания, с малыми сече- ниями среза |
| ВО-13 | 92 | Токарная обработка чугуна и стали при получис- товом и чистовом точении |
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Физико-механические свойства абразивных материалов
|
Материал | Плотность, г/см3 | Твердость по Моосу | Термостой- кость, оС | Предел прочно- сти, МПа | Абразив- ная спо- собность | |
| σи | σсж | |||||
| Алмаз природ- ный А | 3,01…3,56 | 10 | 700…900 | 206- 480 | 1962 | 1,0 |
| Алмаз синтети- ческий АС | 3,48…3,54 | 10 | 700…900 | 294 | 1962 | 0,75…0,77 |
| кубиче- ский нит- рид бора КБН | 3,45…3,54 | 9,8…10 | 1400…1800 | - | - | 0,58…0,64 |
| Карбид бора КБ | 2,48…2,52 | 9,3…9,6 | 500…700 | 294 | 1766 | 0,4…0,6 |
| Карбид кремния | 3,16…3,39 | 9,03…9,15 | 1200…1300 | 152 | 1472 | 0,25…0,45 |
| Электро- корунд | 3,93…4,16 | 9,0…9,15 | 1500…1700 | 85,54 | 42,6 | 0,12…0,25 |
