8. Инструментальные материалы
Инструментальными являются материалы, основное назначение которых - оснащение рабочей части инструментов. К ним относятся инструментальные углеродистые, легированные и быстрорежущие стали, твердые сплавы, минералокерамика, сверхтвердые материалы.
Основные свойства инструментальных материалов
| Инструментальный материал | Теплостойкость0С | Предел прочности при изгибе, МПа | Микротвер-дость, НV | Коэффициент тепло-проводности, Вт/(мЧК) |
| Углеродистая сталь
Легированная сталь Быстрорежущая сталь Твердый сплав Минералокерамика Алмаз Кубический нитрид бора |
200-250 250-300 610-700 800-900 1100-1500 700-900 1300-1500 |
1900-2200 2000-2500 2050-3400 880-2350 325-700 210-480 700-1500 |
- - 700-750 1600-1700 1500 10000-10600 8500-9400 |
31-32 27-29 18-20 13-80 3 142,5 25-60 |
8.1. Инструментальные стали.
По химическому составу, степени легированности инструментальные стали разделяются на инструментальные углеродистые, инструментальные легированные и быстрорежущие стали. Физико-механические свойства этих сталей при нормальной температуре достаточно близки, различаются они теплостойкостью и прокаливаемостью при закалке.
В инструментальных легированных сталях массовое содержание легирующих элементов недостаточно, чтобы связать весь углерод в карбиды, поэтому теплостойкость сталей этой группы лишь на 50-1000С превышает теплостойкость инструментальных углеродистых сталей. В быстрорежущих сталях стремятся связать весь углерод в карбиды легирующих элементов, исключив при этом возможность образования карбидов железа. За счет этого разупрочнение быстрорежущих сталей происходит при более высоких температурах.
Инструментальные углеродистые (ГОСТ 1435-74) и легированные (ГОСТ 5950-73) стали. Основные физико-механические свойства инструментальных углеродистых и легированных сталей приведены в таблицах. Инструментальные углеродистые стали обозначаются буквой У, за которой следует цифра, характеризующая массовое содержание углерода в стали в десятых долях процента. Так, в стали марки У10 массовое содержание углерода составляет один процент. Буква А в обозначении соответствует высококачественным сталям с пониженным массовым содержанием примесей.
|
Марка стали |
С, % |
Mn, % |
Si, % |
Марка стали |
С, % |
Mn, % |
Si,% |
|
У7 У8 У9 У10 У11 У12 У13 |
0,65 – 0,74 0.75 – 0,84 0,85 – 0,94 0,95 – 1,04 1,05 – 1,14 1,15 – 1,24 1,25 – 1,35 |
0,20 - 0.40 - // - 0,15 – 0,35 - // - - // - - // - - // - |
0,15 – 0,35 |
У7А У8А У9А У10А У11А У12А У13А |
0,65 – 0,74 0.75 – 0,84 0,85 – 0,94 0,95 – 1,04 1,05 – 1,14 1,15 – 1,24 1,25 – 1,35 |
0,15- 0.30 - // - - // - - // - - // - - // - - // - |
0,15 – 0,30 |
|
Содержание серы не более 0,03% фосфора – 0,035%, хрома – 0,2% никеля – 0,25%, меди – 0,25% |
Содержание серы не более 0,02% Фосфора – 0,03%, хрома – 0,15% меди – 0,2% |
||||||
|
Марка стали |
Область применения |
|
У7, У7А |
Зубила, стамески, пилы, керны, слесарный инструмент |
|
У8, У8А |
Ножницы, пилы, ролики накатные, пробойники, матрицы, ручные дереворежущие инструменты. |
|
У10, У10А, У11, У11А |
Мелкоразмерный режущий инструмент. |
|
У12, У12А |
Режущий инструмент, работающий при низких скоростях резания |
|
У13, У13А |
Напильники, шаберы, резцы, гравировальный инструмент. |
В инструментальных легированных сталях первая цифра, характеризует массовое содержание углерода в десятых долях процента (если цифра отсутствует, то содержание углерода в ней до одного процента). Буквы в обозначении указывают на содержание соответствующих легирующих элементов: Г - марганец, Х - хром, С - кремний, В - вольфрам, Ф - ванадий, а цифры обозначают содержание элемента в процентах. Инструментальные легированные стали глубокой прокаливаемости марок 9ХС, ХВСГ, Х, 11Х, ХВГ отличаются малыми деформациями при термической обработке.
|
Марка стали |
С, % |
Mn, % |
Si, % |
Cr, % |
W,% |
V,% |
|
Х ХГ 9ХС В1 ХВ5 ХВГ ХВСГ Х6ВФ |
0,95-1,1 1,3-1,5 0,85-0,95 1,05-1,25 1,25-1,5 0,9-1,05 0,95-1,05 1,05-1,15 |
ё 0,4 0,45-0,7 0,3-0,6 0,2-0,4 ё 0,3 0,8-1,1 0,6-0,9 0,15-0,4 |
ё 0,35 ё 0,35 1,2-1,6 ё 0,35 ё 0,3 0,15-0,35 0,65-1,0 0,15-0,35 |
1,3-1,6 1,3-1,6 0,95-1,25 0,1-0,3 0,4-0,7 0,9-1,2 0,6-1,1 5,5-6,5 |
- - - 0,8-1,2 4,5-5,5 1,2-1,6 0,5-0,8 1,1-1,5 |
- - - 0,15-0,3 0,15-0,3 - 0,05-0,15 0.5-0,8 |
|
Примечания:
|
||||||
Эти материалы имеют ограниченные области применения: углеродистые идут, в основном, для изготовления слесарных инструментов, а легированные - для резьбообразующих, деревообрабатывающих и длинномерных инструментов (ХВГ)- протяжек, разверток и т.д.
8.2. Быстрорежущие стали (ГОСТ 19265-73)
Химический состав и прочностные характеристики основных марок этих сталей приведены в таблицах. Быстрорежущие стали обозначаются буквами, соответствующими карбидообразующим и легирующим элементам: Р - вольфрам, М - молибден, Ф - ванадий, А - азот, К - кобальт, Т - титан, Ц - цирконий). За буквой следует цифра, обозначающая среднее массовое содержание элемента в процентах (содержание хрома около 4 процентов в обозначении марок не указывается).
Цифра, стоящая в начале обозначения стали, указывает содержание углерода в десятых долях процента (например, сталь 11Р3АМ3Ф2 содержит около 1,1 % С; 3 % W; 3 % Мо и 2 % V). Режущие свойства быстрорежущих сталей определяются объемом основных карбидообразующих элементов: вольфрама, молибдена, ванадия и легирующих элементов- кобальта, азота. Ванадий в связи с малым массовым содержанием (до 3%) обычно не учитывается, и режущие свойства сталей определяются, как правило, вольфрамовым эквивалентом, равным (W+2Mo)%. В прейскурантах на быстрорежущие стали выделяют три группы сталей: стали 1-й группы с вольфрамовым эквивалентом до 16 % без кобальта, стали 2-й группы - до 18 % и содержанием кобальта около 5 %, 2ста 0ли 3-й группы - до 20 % и содержанием кобальта 5-10 %. Соответственно, различаются и режущие свойства этих групп сталей.
|
Марка стали |
С, % |
W, % |
Cr, % |
V, % |
Mo,% |
Co,% |
Si, % |
|
Р9 Р12 Р18 Р6М3 Р6М5 Р9К5 Р9К10 Р18Ф2 Р14Ф4 Р12Ф3 Р9Ф5 Р10Ф5К5 Р18Ф2К5 Р6М5К5 Р9М4К8 11Р3АМ3Ф2 |
0.85-0.95 0,8-0,9 0,7-0,6 0,85-0,95 0,8-0,88 0.9-1 0.9-1 0,85-0,95 1,2-1,3 1 1,4-1,5 1,45-1,55 0,85-0,95 0,8-0,88 1-1,1 1,1 |
8,5-10 12-13 17-18,5 5,5-6,5 5,5-6,5 9-10,5 9-10,5 17-19 13-14,5 12,5 9-10,5 10-11,5 17-18,5 6-7 8,5-9,6 3 |
3,8-4,4 3,1-3,6 3,8-4,4 3-3,6 5,8-4,4 3,8-4,4 3.8-4,4 3,8-4,4 4-4.6 3,8 3,8-4,4 3,5-4 3,8-4,4 3,8-4,4 3-3,6 - |
2-2,6 1,5-1,9 1-1,4 2-2,5 1,7-2,1 2-2,6 2-2,6 1,8-2,4 3,8-4,1 2,7 4,3-5,1 4,3-5,1 1,9-2,4 1,7-2,2 2,1-2,5 2 |
1 1 1 3-3,6 5-5.5 1 1 0,5-1 1 0,7 1 1 1 4,8-5,3 3,8-4,3 2 |
- - - - - 5-6 9-10,5 - - - - 5-6 5-6 4,8-5,3 7,5-8,5 - |
ё 0,5 ё 0,5 ё 0,5 ё 0,5 ё 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 - |
|
Марка стали |
С, % |
W, % |
Cr, % |
V, % |
Mo,% |
Mn,% |
|
РЛ-1 РЛ-2 РЛ-3 РЛ-4 |
0,85-0,95 0,9-1 0,95-1,05 1-1,1 |
5-7 8-10 5,5-6,5 5-6 |
3-4 2-3 3,8-4,4 2,8-3,5 |
2-2,6 2-2,6 1,8-2.2 2,8-3,2 |
3-4 1-1,5 4,5-5,5 4-5,5 |
0,4-0,7 0,9-1,3 0,5-0,8 0,5-0,8 |
Кроме стандартных, применяются и специальные быстрорежущие стали, содержащие, например, карбонитриды титана. Однако высокая твердость заготовок этих сталей, сложность механической обработки не способствующих широкому распространению. При обработке труднообрабатываемых материалов находят применение порошковые быстрорежущие стали Р6М5-П и Р6М5К5-П. Высокие режущие свойства этих сталей определяются особой мелкозернистой структурой, способствующей повышению прочности, уменьшению радиуса скругления режущей кромки, улучшенной обрабатываемости резанием и в особенности шлифованием. В настоящие время проходят промышленные испытания безвольфрамовые быстрорежущие стали с повышенным содержанием различных легирующих элементов, в том числе алюминия, малибдена, никеля и других
Один из существенных недостатков быстрорежущих сталей связан с карбидной неоднородностью, т.е. с неравномерным распределением карбидов по сечению заготовки, что приводит, в свою очередь, к неравномерной твердости режущего лезвия инструмента и его износа. Этот недостаток отсутствует у порошковых и мартенситно-стареющих (с содержанием углерода менее 0,03%) быстрорежущих сталей.
|
Марка стали |
Примерное назначение и технологические особенности |
|
Р18 |
Может использоваться для всех видов режущего инструмента при обработке обычных конструкционных материалов. Обладает высокой технологичностью. |
|
Р12 |
Примерно для тех же целей, что и сталь Р18. Хуже шлифуется. |
|
Р9 |
Для инструментов простой формы, не требующих большого объёма шлифовальных операций; применяется для обработки обычных конструкционных материалов; обладает повышенной пластичностью и может использоваться для изготовления инструментов методами пластической деформации; шлифуемость пониженная. |
|
Р6М5 |
Для всех видов режущих инструментов. Возможно использовать для инструментов, работающих с ударными нагрузками; более узкий, чем у стали Р18 интервал закалочных температур, повышенная склонность к обезуглероживанию. |
|
Р6М5Ф3 |
Чистовые и получистовые инструменты / фасонные резцы, развёртки, протяжки и др. / при обработке конструкционных сталей. |
|
10Р6М5 |
То же, что и сталь Р6М5, но по сравнению со сталью Р6М обладает несколько большей твёрдостью и меньшей прочностью. |
|
Р9Ф5, Р14Ф4 |
Используются для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объёма шлифовальных операций рекомендуется для обработки материалов с повышенными абразивными свойствами / стеклопластики, пластмассы, эбонит и т.п. / для чистовых инструментов, работающих со средними скоростями резания и малыми сечениями среза; шлифуемость пониженная. |
|
Р12Ф3 |
Для чистовых и получистовых инструментов, работающих со средними скоростями резания; для материалов с повышенными абразивными свойствами; рекомендуется взамен сталей Р6Ф5 и Р14Ф4, как сталь лучшей шлифуемости при примерно одинаковых режущих свойствах. |
|
Р9М4К8, Р6М5К5 |
Для обработки высокопрочных нержавеющих, жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки; шлифуемость несколько понижена. |
|
Р10К5Ф5, Р12К5Ф5 |
Для обработки высокопрочных и твёрдых сталей и сплавов; материалов обладающих повышенными абразивными свойствами; шлифуемость низкая. |
|
Р9К5 |
Для обработки сталей и сплавов повышенной твёрдости; чистовая и получистовая обработка без вибраций; шлифуемость пониженная. |
|
11Р3АМ3Ф2 |
Для инструментов простой формы при обработке углеродистых и легированных сталей с прочностью не более 800 МПа. |
|
Р6М5К5-МП, Р9М4К8-МП (порошко-вые) |
Для тех же целей, что и стали Р6М5К5 и Р9М4К8; обладают лучшей шлифуемостью, менее деформируются при термообработке, обладают большей прочностью, показывают более стабильные эксплуатационные свойства. |
8.3. Твердые сплавы (ГОСТ 3882-74)
Твердые сплавы содержат смесь зерен карбидов, нитридов, карбонитридов тугоплавких металлов в связующих материалах. Стандартные марки твердых сплавов выполнены на основе карбидов вольфрама, титана,тантала. В качестве связки используется кобальт. Состав и основные свойства некоторых марок твердых сплавов для режущих инструментов приведены в таблице.
Физико-механические свойства одно-, двух- и трехкарбидных твердых сплавов
|
Марка сплава |
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мЧ К) |
Коэффициент удельной теплоемкости Дж/(кгЧ К) |
Коэффициент линейного расширения, Х 106 К-1 |
Предел прочности при изгибе, МПа |
Предел прочности при сжатии, Мпа |
|
ВК4 ВК6 ВК8 ВК10 ВК15 ВК20 ВК25 Т30К4 Т15К6 Т14К8 Т5К10 Т5К12 ТТ8К6 ТТ7К12 ТТ10К8В ТТ20К9 |
50,3 38-80 46-75 54-71 67-69 41-66 37,7 13-24 13-38 17-34 21-63 21 - - - - |
- 175,9 167,6 - 175,9 171,8 - 335,2 251,4 222,1 209,5 - - - - - |
3,4-4,7 3,6-5,0 4,8-5,5 3,8-6,0 4,7-6,0 4,7-6,0 3,8-6,7 6,6-7,0 5,6-6,0 6,0-6,2 5,5 5,9 - - - - |
1270-1370 1320-1660 1370-1810 1470-1910 1615-2155 1860-2330 1765-2255 882-931 1127-1180 1130-1370 1270-1370 1620-1760 1225 1372-1617 1421 1274 |
4030-4270 4300-4900 3235-4380 4040-4605 3775-3820 3330-3430 2970-3235 3230-3980 4120-4210 2940-4120 4410-4500 3140 - - - - |
|
Марка сплава |
TiC, % |
Ni, % |
Mo, % |
s u32, МПа |
s сж, МПа |
|
ТН20 ТН25 ТН30 ТН50 КНТ16 |
79 74 70 50 74 |
16 20 24 37 19.5 |
5 6 7 13 6,5 |
1080 1180 1270 1225 1180 |
3430 3380 3330 - - |
В зависимости от состава карбидной фазы и связки обозначение твердых сплавов включает буквы, характеризующие карбидообразующие элементы (В - вольфрам, Т - титан, вторая буква Т - тантал) и связку (буква К- кобальт). Массовая доля карбидообразующих элементов в однокарбидных сплавах, содержащих только карбид вольфрама, определяется разностью между 100% и массовой долей связки (цифра осле буквы К), например, сплав ВК4 содержит 4% кобальта и 96% WC. Вдвухкарбидных WC+TiC сплавах цифра после буквы карбидообразующего элемента определяется массовая доля карбидов этого элемента, следующая цифра - массовая доля связки, остальное - массовая доля карбида вольфрама (например, сплав Т5К10 содержит 5% TiC,10% Co и 85% WC).
В трехкарбидных сплавах цифра после букв ТТ означает массовую долю карбидов титана и тантала. Цифра за буквой К - массовая доля связки, остальное- массовая доля карбида вольфрама (например, сплав ТТ8К6 содержит 6% кобальта, 8% карбидов титана и тантала и 86% карбида вольфрама).
В металлообработке стандартом ISO выделены три группы применяемости твердосплавного режущего инструмента: группа Р - для обработки материалов, дающих сливную стружку; группа К - стружку надлома и группа М - для обработки различных материалов (универсальные твердые сплавы). Каждая область разделяется на группы и подгруппы.
Твердые сплавы, в основном, выпускаются в виде различных по форме и точности изготовления пластин: напайных (наклеиваемых) - по ГОСТ 25393-82 или сменных многогранных - по ГОСТ 19043-80 - 19057-80 и другим стандартам.
Многогранные пластины выпускаются как из стандартных марок твердых сплавов, так и из этих же сплавов с однослойными или многослойными сверхтвердыми покрытиями из TiC, TiN, оксида алюминия и других химических соединений. Пластины с покрытиями обладают повышенной стойкостью. К обозначению пластин из стандартных марок твердых сплавов с покрытием нитридов титана добавляют - маркировку букв КИБ (ТУ 2-035-806-80), а к обозначению сплавов по ISO - букву С.
Выпускаются также пластины и из специальных сплавов (например, по ТУ 48-19-308-80). Сплавы этой группы (группы "МС") обладают более высокими режущими свойствами. Обозначение сплава состоит из букв МС и трехзначного (для пластин без покрытий)или четырехзначного (для пластин с покрытием карбидом титана) числа:
1-я цифра обозначения соответствует области применения сплава по классификации ISO (1 - обработка материалов, дающих сливную стружку; 3 - обработка материалов, дающих стружку надлома; 2 - область обработки, соответствующая области М по ISO);
2-я и 3-я цифры характеризуют подгруппу применяемости, а 4-я цифра - наличие покрытия. Например, МС111 (аналог стандартного Т15К6), МС1460 (аналог стандартного Т5К10) и т.д.
Кроме готовых пластин выпускаются также заготовки в соответствии с ОСТ 48-93-81; обозначение заготовок то же, что и готовых пластин, но с добавлением буквы З.
Безвольфрамовые твердые сплавы широко применяются как материалы, не содержащие дефицитных элементов. Безвольфрамовые сплавы поставляются в виде готовых пластин различной формы и размеров, степеней точности U и М, а также заготовок пластин. Области применения этих сплавов аналогичны областям использования двухкарбидных твердых сплавов при безударных нагрузках.
|
Марки |
Применяется для |
|
ВК3 |
Чистового точения с малым сечением среза, окончательного нарезания резьбы, развертывания отверстий и других аналогичных видов обработки серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (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, цементированных и закаленных сталей, а также высокоабразивных неметаллических материалов. |
|
ВК4 |
Чернового точения при неравномерном сечении среза чернового и чистового фрезерования, рассверливания и растачивания нормальных и глубоких отверстий, чернового зенкерования при обработке чугуна, цветных металлов и сплавов, титана и его сплавов. |
|
ВК6-ОМ |
Чистовой и получистовой обработки твердых, легированных и отбеленных чугунов, закаленных сталей и некоторых марок нержавеющих высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, особенно сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена (точения, растачивания, развертывания, нарезания резьбы, шабровки). |
|
ВК6-М |
Получистовой обработки жаропрочных сталей и сплавов, нержавеющих сталей аустенитного класса, специальных твердых чугунов, закаленного чугуна, твердой бронзы, сплавов легких металлов, абразивных неметаллических материалов, пластмасс, бумаги, стекла. Обработки закаленных 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. Непрерывного точения с небольшими сечениями среза стального литья, высокопрочных, нержавеющих сталей, в том числе и закаленных. Обработки сплавов цветных металлов и некоторых марок титановых сплавов при резании с малыми и средними сечениями среза. |
|
ВК6 |
Чернового и получернового точения, предварительного нарезания резьбы токарными резцами, получистового фрезерования сплошных поверхностей, рассверливания и растачивания отверстий, зенкерования серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. |
|
ВК8 |
Чернового течения при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, строгании, чернового фрезерования, сверления, чернового рассверливания, чернового зенкерования серого чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Обработки нержавеющих, высокопрочных и жаропрочных труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе сплавов титана. |
|
ВК10-ОМ |
Черновой и получерновой обработки твердых, легированных и отбеленных чугунов, некоторых марок нержавеющих, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, особенно сплавов на основе титана, вольфрама и молибдена. Изготовления некоторых видов монолитного инструмента. |
|
ВК10-М |
Сверления, зенкерования, развертывания, фрезерования и зубофрезерования стали, чугуна, некоторых труднообрабатываемых материалов и неметаллов цельнотвердосплавным, мелкоразмерным инструментом. Режущего инструмента для обработки дерева. Чистового точения с малым сечением среза (типа алмазной обработки); нарезания резьбы и развертывания отверстий незакаленных и закаленных углеродистых сталей. |
|
Т15К6 |
Получернового точения при непрерывном резании, чистового точения при прерывистом резании, нарезания резьбы токарными резцами и вращающимися головками, получистового и чистового фрезерования сплошных поверхностей, рассверливания и растачивания предварительно обработанных отверстий, чистового зенкерования, развертывания и других аналогичных видов обработки углеродистых и легированных сталей. |
|
Т14К8 |
Чернового точения при неравномерном сечении среза и непрерывном резании, получистового и чистового точения при прерывистом резании; чернового фрезерования сплошных поверхностей; рассверливания литых и кованых отверстий, чернового зенкерования и других подобных видов обработки углеродистых и легированных сталей. |
|
Т5К10 |
Чернового точения при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, фасонного точения, отрезки токарными резцами; чистового строгания; чернового фрезерования прерывистые поверхностей и других видов обработки углеродистых и легированных сталей, преимущественно в виде поковок, штамповок и отливок по корке и окалине. |
|
Т5К12 |
Тяжелого чернового точения стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и различных неметаллических включении, при неравномерном сечении среза и наличии ударов. Всех видов строгания углеродистых и легированных сталей. |
|
ТТ7К12 |
Тяжелого чернового точения стальных поковок, штамповок и отливок по корке с раковинами при наличии песка, шлака и различных неметаллических включений при равномерном сечении среза и наличии ударов. Всех видов строгания углеродистых и легированных сталей. Тяжелого чернового фрезерования и углеродистых и легированных сталей. |
|
ТТ10К8 |
Черновой и получистовой обработки некоторых марок труднообрабатываемых материалов, нержавеющих сталей аустенитного класса, маломагнитных сталей и жаропрочных сталей и сплавов, в том числе титановых. |
|
ТТ20К9 |
Фрезерования стали, особенно фрезерования глубоких пазов и других видов обработки, предъявляющих повышенные требования к сопротивлению сплава тепловыми механическим циклическим нагрузкам. |
8.4. Минералокерамика (ГОСТ 26630-75) и сверхтвердые материалы
Минералокерамические инструментальные материалы обладают высокой твердостью, тепло- и износостойкостью. Их основой являются глинозем (оксид кремния)- оксидная керамика или смесь оксида кремния с карбидами, нитридами и другими соединениями (керметы). Основные характеристики и области применения различных марок минералокерамики приведены в таблице. Формы и размеры сменных многогранных керамических пластин определены стандартом ГОСТ 25003-81*.
Кроме традиционных марок оксидной керамики и керметов широко применяются оксидно-нитридная керамика (например, керамика марки "кортинит" (смесь корунда или оксида алюминия с нитридом титана) и нитридно-кремниевая керамика- "силинит-Р" .
|
Марка керамики |
Предел прочности при изгибе, МПа |
Предел прочности при сжатии, МПа |
Теплостойкость,С0 |
|
ЦМ-332 ВО13 ВШ75 ВЗ ВОК60 ВОК63 ОНТ-20 Силинит-Р |
325 475 550 600 650 675 700 700 |
5000 2850 - - 2400 - 2250 2500 |
1400 1100 - 1100 1100 - 1200 1200 |
|
Обрабатываемый материал |
Твёрдость |
Марка керамики |
|
Чугун серый |
НВ 143-289 |
ВО-13, ВШ-75, ЦМ-332 |
|
Чугун ковкий |
НВ 163-269 |
ВШ-75, ВО-13 |
|
Чугун отбеленный |
НВ 400-650 |
ВОК-60, ОНТ-20, В-3 |
|
Сталь конструкционная углеродистая |
НВ 160-229 |
ВО-13, ВШ-75, ЦМ-332 |
|
Сталь конструкционная легированная |
НВ 179-229 |
ВО-13, ВШ-75, ЦМ-332 |
|
Сталь улучшенная |
НВ 229-380 |
ВШ-75, ВО-13, ВОК-60 Силинит-Р |
|
Сталь цементуемая закалённая |
HRC 36-48 |
ВОК-60,ОНТ-20, В-3 |
|
НRC 48-64 |
ВОК-60, В-3, ОНТ-20 |
|
|
Медные сплавы |
НВ 60-120 |
В-3, ОНТ-20 |
|
Никелевые сплавы |
- |
Силинит-Р, ОНТ-20 |
Синтетические сверхтвердые материалы изготавливаются либо на основе кубического нитрида бора - КНБ, либо на основе алмазов.
Материалы группы КНБ обладают высокой твердостью, износостойкостью, низким коэффициентом трения и инертностью к железу. Основные характеристики и эффективные области использования приведены в таблице.
|
Марка сплава |
Коэффициент теплопроводности Вт/(мЧ К) |
Коэффициент линейного расширения, Х 106 К-1 |
Предел прочности при изгибе, МПа |
Предел прочности при сжатии, МПа |
|
Композит 01 Композит 02 Композит 05 Композит 09 Композит10 Киборит Вюрцин Боразон Амборит Сумиборон |
60 - - - 25 100 28 100-135 100 38 |
- - - - - - 7,9 5,6 4,9 5,6;4,7 |
- 400-500 470 700-1000 1000-1500 - 800 - 570 - |
2700 3000 2200 5000 2000-4000 2900-3200 - - 2730 - |
В последнее время к этой группе относятся и материалы, содержащие композицию Si-Al-O-N ( торговая марка "сиалон"), в основе которых нитрид кремния Si3N4.
Синтетические материалы поставляются в виде заготовок или готовых сменных пластин.
На основе синтетических алмазов известны такие марки, как АСБ - алмаз синтетический "баллас", АСПК - алмаз синтетический "карбонадо" и другие. Достоинства этих материалов - высокая химическая и коррозионная стойкость, минимальные радиусы закругления лезвий и коэффициент трения с обрабатываемым материалом. Однако, алмазы имеют существенные недостатки: низкая прочность на изгиб (210-480 МПа); химическая активность к некоторым жирам содержащимся в охлаждающей жидкости; растворение в железе при температурах 750-800 С, что практически исключает возможность их использования для обработки сталей и чугуна. В основном, поликристаллические искусственные алмазы применяются для обработки алюминия, меди и сплавов на их основе.
|
Марка материала |
Область применения |
|
Композит 01 (Эльбор Р) |
Тонкое и чистовое точение без удара и торцовое фрезерование закалённых сталей и чугунов любой твёрдости, твёрдых сплавов (Co=> 15% ) |
|
Композит 03 (Исмит) |
Чистовая и получистовая обработка закалённых сталей и чугунов любой твёрдости |
|
Композит 05 |
Предварительное и окончательное точение без удара закалённых сталей (HRCэ<= 55 ) и серого чугуна, торцовое фрезерование чугуна |
|
Композит 06 |
Чистовое точение закалённых сталей (HRCэ<= 63 ) |
|
Композит 10 (Гексанит Р) |
Предварительное и окончательное точение с ударом и без удара, торцовое фрезерование сталей и чугунов любой твёрдости, твёрдых сплавов (Co=> 15% ), прерывистое точение, обработка наплавленных деталей. |
|
Томал 10 |
Черновое, получерновое и чистовое точение и фрезерование чугунов любой твёрдости, точение и растачивание сталей и сплавов на основе меди, резание по литейной корке |
|
Композит 10Д |
То же |
|
киборит |
Предварительное и окончательное точение, в том числе с ударом, закалённых сталей и чугунов любой твёрдости, износостойких плазменных наплавок, торцовое фрезерование закалённых сталей и чугунов. |