Читайте также:
|
Эти стали применяются для изготовления режущего, измерительного и ударно-штампового инструмента.
Стали для режущего инструмента должны обладать высокой твердостью (не ниже HRC62), превышающей твердость обрабатываемого материала, износостойкостью, теплостойкостью (красностойкостью), т.е. способностью стали сохранять при нагреве режущей кромки структуру и свойства, необходимые для резания. По сравнению с углеродистыми, эти стали обеспечивают меньший рост зерна при нагреве под закалку, большую прокаливаемость, более высокие режущие свойства. Сталь 9ХФ применяют для круглых и ленточных пил, для ножей при холодной резке металла, для метчиков и другого инструмента сечением до 30 мм. Сталь 9ХС имеет прокаливаемость до 35 мм, повышенную теплостойкость до 250 – 260°С. Из нее изготавливают сверла, зенкеры, развертки, фрезы, метчики, плашки и т.п.
Стали ХВГ и ХВСГ лучше закаливаются и прокаливаются. При охлаждении в масле они прокаливаются насквозь в сечении до 80 мм, менее чувствительны к перегреву. Эти стали применяют для изготовления крупных и длинных протяжек, длинных зенкеров и разверток, круглых плашек и т.п.
Быстрорежущие стали маркируются буквой «Р», после которой цифра указывает содержание основного легирующего элемента – вольфрама. Эти стали широко применяют для изготовления разнообразного режущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания, в тяжелых условиях. Быстрорежущие стали – высоко- и сложнолегированные, чем обеспечивается их высокая износостойкость и теплостойкость до 600 – 650°С.
Долгое время основной маркой быстрорежущей стали была Р18 (18 % вольфрама). Однако во второй половине прошлого столетия вольфрам стали заменять молибденом. Наиболее распространенные в настоящее время марки быстрорежущих сталей: Р6М3, Р6М5, Р6М5К5. Химический состав этих марок: углерода 0,85 %; хрома 3,5 – 4,0 %; ванадия 2,0 – 2,5 %. Вольфрам и молибден указаны в марках сталей. Кобальт (порядка 5 %) повышает теплостойкость стали.
Фазовый состав сталей после отжига при 800 – 850°С состоит из легированного феррита, в котором растворен почти весь хром, и карбидов вольфрама, молибдена и ванадия (порядка 20 %). Для придания стали теплостойкости инструмент подвергают закалке. Для растворения карбидов и получения высоколегированного аустенита (а затем мартенсита) температура закалки высокая 1210 – 1230°С, охлаждение в масле или закалка ступенчатая. Структура стали после закалки – высоколегированный мартенсит, нерастворенные карбиды и остаточный аустенит (около 30 %). Твердость стали HRC60 – 62. После закалки сталь подвергают трехкратному отпуску при температуре 550 – 570°С. При отпуске происходит выделение из мартенсита мелких карбидов и превращение остаточного аустенита в мартенсит. Твердость стали повышается до HRC63 – 65. Инструменты из быстрорежущей стали сохраняют режущую способность при больших скоростях резания, превышающих скорости резания инструментом из других сталей в 2 – 3 раза.
Стали для измерительного инструмента должны быть твердыми, износостойкими и сохранять размеры инструмента при изменении температуры окружающей среды. Для изготовления калибров, скоб, шаблонов и других инструментов, помимо углеродистых, используют стали марок: Х, 9ХС, ХВГ и др..
Стали для штампов холодного деформирования должны иметь высокую твердость, износостойкость при достаточной вязкости. Вытяжные, гибочные, высадочные штампы, дыропробивные пуансоны, волочильные доски делают из сталей марок: Х12М, Х12Ф1, Х12Ф1Т.
Для резьбонакатного инструмента, матриц, пуансонов, гибочных, рихтовочных штампов используется сталь марки Х6ВФ.
Стали для штампов горячего деформирования должны иметь высокие механические свойства, которые сохраняются при многократном нагреве, глубокую прокаливаемость и обладать стойкостью против разгара. Разгаростойкость – устойчивость стали против образования поверхностных трещин при многократном нагреве и охлаждении. Для молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов используют стали марок 5ХНМ, 5ХНВ. Средненагруженный инструмент работающий с нагревом поверхности до 600°С изготавливают из сталей марок 4Х5В2ФС и 4Х5МФ1С.
Металлокерамические твердые сплавы Они получили большое распространение во второй половине прошлого столетия как инструментальный материал для режущих инструментов. Они не являются сталями. Их получают методами порошковой металлургии и по составу они делятся на три группы.
Вольфрамокобальтовые группы ВК, состоят из карбидов вольфрама WC и кобальта. Кобальт является пластичной цементирующей связкой для порошка карбида вольфрама. Их марки: ВК3, ВК6, ВК8, где цифра показывает содержание кобальта, остальное – карбиды вольфрама. Эти сплавы используют для обработки чугунов, цветных сплавов, неметаллических материалов и т. п.
Вольфрамотитанокобальтовые группы ТК (Т5К10, Т15К6, Т30К4). Цифры указывают содержание карбидов титана TiC и содержание кобальта, остальное – карбиды вольфрама WC. Третью группу составляют вольфрамотитанотанталокобальтовые ТТК (ТТ7К12, ТТ10К12). Первое число указывает суммарное содержание карбидов титана TiC и карбидов тантала TaC, второе – содержание кобальта, остальное – карбиды вольфрама WC. Сплавы групп ТК и ТТК используются для обработки сталей.
Сплавы выпускаются, в основном, в виде неперетачиваемых 3-х, 4-х, 5-тигранных пластин, которые механически крепятся к корпусу инструмента и являются его рабочей (режущей) частью. Высокие твердость HRC68 – 76 (HRA85 – 92) и теплостойкость (до 800 – 1000°С) этих сплавов позволяют значительно увеличить обрабатываемость многих инструментальных материалов и повысить скорость резания в 3 – 5 раз по сравнению с инструментами из быстрорежущих сталей.
Сверхтвердые материалы Их широко применяют для оснащения лезвийных инструментов: резцов, сверл, фрез и т. п. Такие инструменты применяют для чистовой размерной обработки при высоких скоростях резания (более 1000 м/мин).
Среди сверхтвердых материалов первое место принадлежит алмазу, твердость которого в 8 раз превосходит твердость закаленной быстрорежущей стали. Преимущественное применение имеют синтетические алмазы (борт, баллас, карбонадо) поликристаллического строения марок АС2, АС6, АС15 и др.
Область применения алмазных инструментов ограничивается высокой адгезией к железу, что является причиной его низкой износостойкости при точении сталей и чугунов. Алмазным инструментом обрабатывают цветные металлы и их сплавы, пластмассы, керамику, обеспечивая при этом низкую шероховатость поверхности.
Более универсальными являются инструменты из кубического нитрида бора (КНБ).
В зависимости от технологии получения КНБ выпускают под названием: эльбор, эльбор-Р, боризон.
КНБ имеет такую же, как алмаз, кристаллическую решетку и близкие с ним свойства. По твердости он не уступает алмазу, но превосходит его по теплостойкости и химической инертности. Это позволяет использовать его для обработки труднообрабатываемых сталей, в том числе цементованных и закаленных. При этом высокоскоростное точение закаленных сталей заменяет шлифование, сокращая в 2 – 3 раза время обработки и обеспечивая низкую шероховатость поверхности.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 60 | Нарушение авторских прав