Методы повышения режущих свойств инструментальных сталей.

Направления:

1.Улучшение структуры и свойств сталей путем устранения вероятных недостатков и дефектов путем ТО; устранение дефектов после шлифования и затачивания.

2.Повышение износостойкости и теплостойкости режущей части инструмента за счет изменения состава и свойств тончайших поверхностных слоев режущей части инструмента.

Для этого применяют:

цианирование,

хромирование,

сульфидирование,

обработку паром,

электроискровое упрочнение.

Материалы покрытий – карбиды Тi, TiC, TiN

Покрытия обеспечивают:

увеличение стойкости в 2-3 раза,

уменьшение сил резания на 20-30%,

уменьшение температуры резания на 20-30%.

В машиностроении при обработке резанием 90% режущих инструментов фирм KENNAMETAL HERTEL оснащены твердым сплавом, керметом, керамикой, СТМ на основе алмаза и нитрида бора.

Согласно классификации ISO имеем три основных группы инструментальных материалов:

Р-группа / синяя / -- для материалов, образующих сливную стружку, например, стали;

М-группа / желтая / -- для материалов, образующих ступенчатую, элементную стружку, например, ержавеющие стали, труднообрабатываемые стали и сплавы;

К-группа / красная / -- для материалов, образующих стружку надлома, в основном для чугунов.нержавеющие стали, труднообрабатываемые стали и сплавы;

К-группа / красная / -- для материалов, образующих стружку надлома, в основном для чугунов.

ержавеющие стали, труднообрабатываемые стали и сплавы;

К-группа / красная / -- для материалов, образующих стружку надлома, в основном для чугунов.

Практически все фирмы используют износостойкие покрытия для рабочих поверхностей инструментов.

Способы покрытия:

n CVD – осаждение твердых соединений из парогазовой среды;

n PVD – низкотемпературный, физический процесс осаждения;

n комбинация этих способов.

Износостойкие покрытия режущей части инструментов фирм САНДВИК и МКТС.

ПОКРЫТИЯ: одно-, двух-, трехслойные толщиной 4 – 14 мкм. Составы покрытий:

Ti(C,N)+Al O + TiN; применение – высокие скорости резания; нержавеющие стали; стали с высокой прочностью и твердостью.

TiC, Ti(C,N) + TiN; применение – универсальный сплав для точения, сверления, фрезерования сталей, нержавеющих сталей с большими припусками, нарезание резьб;

Ti(C,N) + Al O ; применение – точение чугунов на высоких скоростях; фрезерование чугунов с большими припусками на средних скоростях резания.

Покрытия инструментов фирмы ГЮРИНГ

А-покрытие или покрытие титано-алюминиевыми нитридами TiAlN

Внешний вид – черно-фиолетовый цвет. Это покрытие предназначено для обработки материалов, вызывающих абразивное воздействие на инструмент (чугуны, AlSi) и/или для работы при высоких температурах, а также в случаях работы без охлаждения или с ограниченным доступом охлаждения, например, глубокие или малого диаметра отверстия. Важно, что А-покрыти обеспечивает эффективность при высоких скоростях.

Супер покрытие – А-покрытие или AlTiN-покрытие

Внешний вид – черно-фиолетовый цвет. Хорошо проявившее себя А-покрытие на основе TiAlN подвергается непрерывному совершенствованию. Оптимизация структуры, химических и механических свойств супер А-покрытия обеспечили крайне высокую красностойкость, хорошую сопротивляемость окислению и адгезии. Это покрытие подходит для обработки труднообрабатываемых материалов таких, как титановые сплавы, Inconel и стальное литье, стали твердостью более 52HRC и для высокоскоростной обработки.

С-покрытие или TiCN / карбидонитрид титана /

Внешний вид – серовато-фиолетовый цвет. Имеет значительные преимущества при обработке сталей, где происходит прерывистое резание при обработке труднообрабатываемых материалов и когда их твердость и прочность выше средних значений.

F- покрытие или FIRE-покрытие

Внешний вид – черно-фиолетовый цвет. Это многослойное покрытие с плавно переходной структурой. Всестороннее покрытие достигается, в конце концов, двойным слоем TiN. Объединяются преимущества покрытий TiN, TiAlN и TiCN. Превосходное сопротивление высоким температурам и высокая прочность. Покрытия FIRE + MolyGlide – это идеальное сочетание для обработки без охлаждения и высокоскоростной обработки.

Р-покрытие или AlCrN-покрытие

Внешний вид – серый металлик. Это покрытие специально адаптировано для нарезания резьб бесканавочными метчиками. Основой Р-покрытия является AlCrN, обладающий чрезвычайно высокими сопротивлением окислению и красностойкостью. В результате имеем высокие износостойкость и производительность. Р-покрытие бесканавочных метчиков может использоваться для увеличения режимов резания и оптимального использования потенциала современных станков.

S-покрытие или TiN-покрытие

Внешний вид – золотистый цвет. Широко проверенное, универсальное, экономичное по стоимости. Превзойдено может быть в определенных случаях только покрытиями А, С и F.

М-покрытие или MolyGlide-покрытие на основе MoS2

Внешний вид – серый цвет. Запатентованное мягкое покрытие,“скользкое покрытие”.

Разработано специально для улучшения отвода стружки и исключения наростообразования на режущей кромке при обработке алюминиевых сплавов. М-покрытие может быть использовано в комбинации с твердым покрытием FIRE при обработке без охлаждения или при минимальном охлаждении.

При обработке сталей для увеличения износостойкости инструментов фирма “Сандвик” рекомендует:

1-й слой – TiCN;

2-й слой - Al₂O₃ ;

3-й слой – TiN.

Универсальный состав для точения, фрезерования, нарезании резьб:

1-й слой –TiC;

2-й слой – TiCN;

3-й слой – TiN.

Наряду с разработкой износостойких покрытий для различных обрабатываемых материалов фирмами предлагается широкая номенклатура форм пластинок с разнообразными видами передних поверхностей, учитывающих следующее: свойства материалов заготовки,

сечение среза,

обеспечение стабильного дробления стружки при изменении толщины среза в процессе работы,

теплоотвод из зоны резания и подвод СОЖ непосредственно в область контакта стружки с инструментом,

варианты крепления пластин в корпусах,

повышенные требования к точности пластин и т.д.

Пример одного из вариантов покрытия фирмы MITSUBISHI

Специальная волокнистая структура улучшает сопротивление износу и трещинообразованию.

минералокерамика

ЦМ-332 – основа Al₂O_3, в 125 раз дешевле твердых сплавов.

Теплостойкость 1200 – 1300⁰ в зоне резания.

Основное применение - чистовая обработка.

Используется для чистовой и получистовой обработке закаленных сталей, для чугуна – чистовая обработка при тонких стружках.

Крепление пластин: клей, механическое, нельзя паять.

Формы пластин – круг, треугольник, квадрат, ромб …

Известны, например, сверхтвердые зарубежные марки: сафир (Чехия), Т1- (Польша), ABCDF (США), синтокс (Англия), диалокс (Австрия)

Стойкость резцов в 50-100 раз выше, чем у твердых. сплавов.

Прочность на сжатие 2000 МПа, на изгиб 30 МПа.

Практически не сжимаем Е=97000 МПа.

Твердость в у.е. Бринелля:

7000 (алмаз),

1300-1500 (твердый сплав),

1000 (цементит),

650-700 (закаленная сталь).

Повышенная хрупкость, прочность на изгиб в 3,5 раза меньше, чем у твердого сплава

Дата добавления: 2015-07-26