Ралдарға арналған материалдар

Кескіш құралдар жоғары температуралар, елеулі күштік жүктеме­лер, қарқынды үйкелу және тозу жағдайларында жұмыс істейді. Бұл кескіш құралды жасауға арналған материалдарды қанағаттандыруы тиіс болатын бірқатар талаптар қояды. Кескіш құралдың жұмыстық бөлігі мүмкіндігінше үлкен қаттылығы, жоғарылатылған механика­лық сипаттамалары, жоғары жылуға төзімділігі және тозуға төзімділі­гі бар, тапшы емес материалдан жасалуы тиіс. Құралдың кескіш бөлігі материалының қаттылығы өңделетін дайындама материалының қаттылығынан едәуір жоғары болуы тиіс. Құралға жоғары беріктік қасиеттері және тұтқырлық кесу процесінде әр түрлі деформациялар­ға қарсыласу және морт материалдардан немесе үзілмелі өңделетін беті бар дайындамаларды өңдеу кезінде пайда болатын соққылық динамикалық жүктемелерге қарсы тұру қабілеттілігі үшін қажет.

Жылуға төзімділік (қызуға төзімділік) аспаптық материалдардың ең маңызды сипаттамаларының бірі болып табылады. Ол материал ұзақ уақыт бойы бастапқы қаттылықты және кесу қасиеттерін сақтау­ға қабілетті болатын температуралардың шекті мүмкін мәндерін көрсетеді. Кескіш құрал материалының маңызды параметрі оның то­зуға төзімділігі болып табылады. Ол неғұрлым жоғары болса, құрал соғұрлым баяу тозады және оның өлшемдік дәлдігі соғұрлым жоғары болады. Бұл қатарынан сол және бір құралмен өңделген тетіктер өлшемдерінің барынша аз шашырауын алуға мүмкіндік береді.

Кескіш құралды жасау үшін У10А, У11А, У12Амаркалы көмір­текті аспаптық болатты қолданады. Термиялық өңдеуден кейін (120…150 °С температурада суда шынықтырған және босатқан соң) көміртекті аспаптық болаттың қаттылығы – 60…62НRС, жылуға тө­зімділігі – 200…240 ° С,кесудің мүмкін жылдамдықтары 0,2…0,3 м/с жетеді. Осы болаттан жасалған құралмен қаттылығы 30 НRС дейінгі материалдарды өңдеуге болады. Бұл болатты егеулерді, қашауларды, бұранда ойғыштарды, бұранда кескіштерді, қол ара маталарын, бұрауыштарды, қайшыларды және т.б. өндіру үшін қолданады.

Қоспаланған аспаптық болат – бұл құрамында хром, вольфрам, ванадий, кремний және басқа элементтер бар болат. Термиялық өң­деуден кейін бұл болаттың қаттылығы – 62…64НRС, жылуға төзім­ділігі – 220…260 °С, кесудің мүмкін жылдамдықтары - 0,25…0,5 м/с құрайды. Көміртекті болатпен салыстырғанда қоспаланған болаттың шыныққан күйінде жоғары тұтқырлығы болады. 9ХС, 9ХВГ, ХВСГ, ХВ2, ХВ4 және т.б. маркалы қоспаланған болаттан пішін үйлесімі бойынша күрделі құралдарды: бұранда ойғыштарды, бұранда кескіш­терді, тарта жонғыштарды, ұңғылағыштарды, фасондық кескіштерді, жонғыштарды, бұрғыларды және т.б. жасайды.

Жылдам кескіш болатта негізгі қоспалайтын элемент вольфрам (6…19 %) болып табылады. Оларға ванадийдің, хромның, кобальт­тың, молибденнің шағын мөлшері кіреді. Термиялық өңдеуден кейін осы болаттың қаттылығы 62…65 НRС құрайды. Болат жоғары тозуға төзімділікті иеленеді, 600…650 °С жылуға төзімділігі болады және 2 м/с дейінгі жылдамдықта жұмыс істей алады.

Жылдам кескіш болаттың барлық номенклатурасы екі топқа бөлінеді: жылуға төзімділігі қалыпты және жоғары жылдам кескіш болат. Бірінші топты болаттан (Р18, Р6М5) – кескіштерді, жонғыш­тарды, бұрғыларды, үңгілерді, ұңғылағыштарды, тіс кескіш құралдар­ды, ал екінші топты болаттан (Р9К5, Р18Ф2, Р9Ф5, Р18К5Ф2) ыстық­қа төзімді және титан қорытпаларын, коррозияға төзімді болатты және басқа қиын өңделетін материалдарды жасайды. Р9Ф5 және Р14Ф4 ванадийлі жылдам кескіш болат таза өңдеуге арналған құралды (тарта жонғыштар, ұңғылағышта, тіс қырғыштар) жасау үшін ұсынылады. Қазіргі уақытта құрамында аз мөлшерде тапшы вольфрам (Р6М5К5, Р2М9К8) бар, қанағаттанарлық кесу қасиеттерін сақтайтын болат қолданылады.

Қаралтым өңдеу жағдайларында жұмыс істейтін болатты жасау үшін, сондай-ақ тарта жонғыштарды, тіс қашауыштарды, жонғыштар­ды және т.б. өндіру үшін Р9М4 және Р6М3 маркалы вольфрам-молиб­денді болатты қолданады. Жылдам кескіш болаттан жасалған құрал­дың кескіш қасиеттерін хромнан, вольфрам карбидтерінен немесе титаннан жасалған тозуға төзімді жабындарды салу жолымен, сон­дай-ақ лазерлік өңдеумен немесе электр ұшқынды беріктендірумен арттыруға болады. Сонымен, титан нитридінің жұқа жабындары құралдың қызмет ету мерзімін 2-5 есе ұлғайтады.

Қатты қорытпалар –бұл металл кобальтпен байланысқан воль­фрам, титан, тантал карбидтерінің қатты ерітінділерінен тұратын ма­териалдар. Қатты қорытпаларды ұнтақты металлургия әдісімен, яғни 1500…1900 °С температураларда баспалаумен және кейіннен қақтап жабыстырумен жасалатын, белгілі пішінді және өлшемді тілімшелер түрінде қолданады. Алынатын тілімшелерді құралдардың ұстағышта­ры мен корпустарына мыс немесе жез дәнекерлермен дәнекерлейді немесе оларға механикалық тәсілмен бекітеді. Қатты қорытпалар жоғары тозуға төзімділікті, қаттылықты (86…92 НRА) және жылуға төзімділікті (800…1200 °С) иеленеді, өңдеуді 15 м/с дейінгі кесу жылдамдықтарымен жүргізуге мүмкіндік береді.

Қатты қорытпаларды үш топқа бөледі: вольфрамдық,құрамында вольфрам карбидтері бар (ВК2, ВКЗ, ВК3М, ВК4В, ВК6М, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25); титан-вольфрамдық,құрамында вольфрам және титан карбидтері бар (ТЗ0К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В); титан-тантал-волъфрамдық,титан, тантал және вольфрам карбидтерінен (ТТ7К12, ТТ7К15, ТТ8К6) тұрады. Қатты қорытпалардың негізгі кемшілігі олардың иілу және созылу кезіндегі морттылығы және жеткіліксіз беріктігі болып табылады. Сондықтан құралдың кескіш элементтерін олар мүмкіндігінше қысылуға жұмыс істейтіндей етіп орналастыру қажет.

Бірінші топты қатты қорытпалар (бір карбидті) аса берік, соққылық жүктемелерге жақсы қарсыласады және шойынды, түсті металдар мен қорытпаларды, металл емес материалдарды өңдеу үшін пайдаланылады. Екінші топты қатты қорытпалардың (екі карбидті) беріктігі аз, бірақ бірінші топты қорытпаларға қарағанда тозуға аса төзімді. Олар илемді және тұтқыр металдар мен қорытпаларды, көміртекті және қоспаланған болатты өңдеу кезінде қолданыс табады. Үш карбидті қатты қорытпалар (үшінші топ) жоғары беріктікті, тозуға төзімділікті және тұтқырлықты иеленеді. Олар ыстыққа берік болатты, титан қорытпаларын және басқа қиын өңделетін материал­дарды өңдеу кезінде қолданылады.

Қатты қорытпалардың кескіш қасиеттері олардың құрылымына елеулі дәрежеде байланысты болады. Сонымен, вольфрам карбиді негізіндегі ұсақ түйіршікті және аса ұсақ түйіршікті құрылымы бар қатты қорытпалар (ВК6-М, ВК6-ОМ) өзінің кескіш және физика-механикалық қасиеттері бойынша осы топтың басқа қорытпаларынан артық болады. Соңғы жылдары құрамында тапшы вольфрам карбиді жоқ қатты қорытпалар әзірленген. Ол молибден, никель және басқа қиын балқитын металл қоспалары бар титан карбидтерімен ауыстырылады. Бұл – ТМ1, ТМЗ, ТН-20, КНТ-16 маркалы қорытпа­лар, КХН-20, КХН-30 карбид-хромды қатты қорытпалар және т.б. Вольфрамы жоқ қатты қорытпаларды ТЗ0К4 және Т15К6 қорытпала­рының орнына төмен қоспаланған болат пен түсті металдарды өңдеу кезінде қолдану мақсатқа сай болады.

Осы болаттың қатты қорытпалы тілімшелері басым көпшілігінде механикалық жолмен құралдардың ұстағыштарына бекітіледі немесе мыс (жез) дәнекерлердің көмегімен дәнекерленеді. Өнеркәсіпте қатты қорытпалы тілімшелерден басқа, тұтас құймалы қатты қорытпалы құралды, мысалы, кесінді жонғыштарды, спираль бұрғыларды, үңгі­лерді, шағын диаметрлі ұңғылағыштарды, фасондық кескіштерді пай­даланады. Сондай-ақ құралдар тозуға төзімді материалдан (карбидтен, нитридтен немесе титан карбонитридінен және т.б.) жасалған жұқа жабындары бар (қалыңдығы 5…10 мкм) тілімшелермен жасақталады. Бұл олардың төзімділігін 5–6 есе арттырады. Негізі корунд (А1₂О₃) болып табылатын синтетикалық материал – кристалл құрылымды минерал, аспаптық материалға – минералдық керамикаға жатады. Корундты электр пештерде глиноземнен 1720…1750 °С температурада қақтап жабыстыру арқылы алады, осыған байланысты оны электр корунд деп атайды.

Оксидті керамика, оның құрамына МgO, ZrO₂ және т.б. қоспа­лайтын қоспалар кіреді,жоғары қаттылықты (90…94 НRА) және жы­луға төзімділікті (1200 °С) иеленеді. Оның металдармен аз ұқсастығы өңделетін материалмен адгезиялық өзара әрекетті болдырмайды, оның салдарынан өңдеу кезінде шор түзілмейді және беттің аз кедір-бұдырлығына (қатты қорытпамен өңдеумен салыстырғанда) қол жеткізіледі. Оксидті минералды-керамиканың кемшілігі оның төмен беріктігі және морттылығы болып табылады. Оксидті керамикадан жасалған тілімшелермен жасақталған құралды шойыннан, болаттан, кейбір түсті металдар мен металл емес материалдар қорытпаларынан жасалған тетіктерді таза және жартылай таза өңдеу кезінде соққысыз жүктеме жағдайларында және салқындатусыз 15 м/с дейінгі кесу жылдамдықтарымен пайдаланады. ЦМ-332 және В0-13 маркалы минералды керамика айтарлықтай кең қолданыс тапты.

Механикалық беріктікті жоғарылату үшін оксидті керамикаға әр түрлі қиын балқитын қосылыстарды (титан, вольфрам, цирконий, молибден карбидтерін) қосады. Мұндай материалдар оксидті-карбид­тік керамика (ВЗ, ВОК-60, ВОК-63, ВШ-75 маркалы) деп аталады, одан көп қырлы және домалақ тілімшелер жасалады. Тілімшелерді құралға механикалық жолмен немесе оларды алдын ала металданды­рып, дәнекерлеп бекітеді. Минералды керамикадан жасалған құрал­дарды соғылған және беріктігі жоғары шойыннан, қиын өңделетін бо­лат пен қорытпалардан жасалған тетіктерді өңдеу үшін пайдаланады.

Соңғы уақытта бор нитридінің қатты түр өзгертуі негізіндегі синтетикалық аса қатты материалдар (АҚМ) кеңінен қолданыс тапты.Олар тек синтетикалық алмасқа қана жол беретін үлкен қаттылықты және жоғары жылуға төзімділікті (1300 °С дейін) иеленеді. Осы мате­риалдармен жасақталған кескіштерді шыныққан болаттан жасалған тетіктерді жұқалап жону үшін қолданады.

Қажақты материалдар ұнтақ тәрізді ұсақ түйіршікті заттарды білдіреді, олар қажақты құралдарды: ажарлағыш шарық тастарды, таспаларды, қайрақтарды, сегменттерді, бастиектерді және т.б. өндіру үшін пайдаланылады. Табиғи қажақты материалдар (зімпара, кварц құмы, корунд) қасиеттерінің едәуір шашырауымен сипатталады, сондықтан да сирек қолданылады.

Қажақты құралдарды жасанды материалдардан: электр корунд­тан, кремний карбидтерінен, бор карбидтерінен, хром оксидінен және басқа материалдардан жасайды. Олардың барлығы жоғары қасиет­терімен: қызуға төзімділігімен (1800…2000 ^оС), тозуға төзімділігімен және қаттылығымен ерекшеленеді. Сонымен, бор карбидтерінің микроқаттылығы алмастың микроқаттылығының 43 %-ын құрайды, кремний карбидтері – 35 % және электр корунд – 25 %. Қажақты құралдармен өңдеу 15…100 м/с жылдамдықтарда жүргізіледі.

Белгілі аспаптық материалдардың ішінде ең қаттысы алмас болып табылады. Ол жоғары қаттылықты, тозуға төзімділікті, жақсы жылу өткізгіштікті, кіші үйкелу коэффициентін және металдарға тө­мен адгезиялық қабілеттілікті иеленеді. Алмаспен кескіш құралдарды (кескіштерді, бұрғыларды және т.б.) жасақтайды, оларды құралдарды (дөңгелектер, таспалар, аралар және т.б.) және әр түрлі бабына жеткізетін ұнтақтарды жасау үшін пайдаланады. Мұндай құралмен өңдеу жоғары өлшемдік дәлдікпен, беттің аз кедір-бұдырлығымен және жоғары өнімділікпен (кесу жылдамдығы 20 м/с жоғары) сипат­талады. Өнеркәсіпте табиғи (А маркалы) және синтетикалық (АС маркалы) алмастарды пайдаланады. Соңғылары келесі маркамен шы­ғарылады: АСБ – баллас (АСБ-5, АСБ-6); АСПК-карбонадо (АСПК-1, АСПК-2, АСПК-3). Алмас құралды қатты және жартылай өткізгішті материалдарды, керамиканы, түсті металдар қорытпаларын, ыстыққа берік қорытпаларды өңдеу үшін қолданады. Алмас құралдың кемші­ліктері үлкен морттылығы, жоғары құны және тапшылығы болып табылады.

Өнеркәсіпте бірқатар аспаптық материалдар құрылған, олар композициялық (композиттер) деп аталады. Оларға: эльбор (композит 01); белбор (композит 02); гексанит (композит 10); композит 05 (кубтық бор нитридінен – КБН және Al₂O₃ тұрады);композит 09 (қатты бор нитридінің поликристалдарынан – ҚБНП) жатады. Эльбор алмастарды ауыстырғыштың қызметін атқарады. Оны қаттылығы жоғары материалдардан және конструкциялық болаттан жасалған дайындамаларды өңдеу үшін қолданады. Композиттерді диаметрі 16 мм және биіктігі 3…6 мм цилиндрлік бағандар түрінде жасайды, оларды кескіш құралдың ұстағыштарына бекітеді.

Дата добавления: 2015-07-26