6.Углеродистые и легированные инструментальные стали. Характеристики, область применения, марки.

1. Инструментальные стали

1.1 Углеродистые инструментальные стали ГОСТ 14350-90, твёрдость 62-66 HRC, теплостойкость 200-250ْ С, ориентировочная скорость резания 10-15 м/мин.

Марки: У7А, У8А (слес), У10А, У12А (машин)

Область применения: машиноручной, мелкор-рный инстр

1.2 Легированные инструментальные стали ГОСТ 5950-73. Отличаются от углеродистых инструментальных сталей легированием элементов в небольшом количестве.

Л.элементы: Cr, W, V, Mo, Mg, Si

Свойства: 62-67HRC, теплостойкость 200-250ْ С, но при легировании Cr > 5% она достигает 510 ْ С; скорость резания до 25 м/мин

Легированные инструментальные стали подразделяются на две группы – обработка металла в холодном и горячем состоянии.

Марки для изготовления лезвийного инструмента: 9ХС, ХВГ, ХВЧФ, Х6ВФ, Х12МФ

Область применения: мелкоразмерный инструмент, длинномерный инструмент (ХВГ), развёртки и резцы для тонкого точения (W>1%, ХВЧФ), выдавливающий и накатной инструмент, ленточные пилы.

7. Быстрорежущие стали. Характеристики, область применения, марки.

1.3 Быстрорежущие инструментальные стали (высоколегированные) ГОСТ 19256 – 73

Введение в состав стали значительного количества легированных элементов образующих сложные карбиды повышают теплостойкость до 700 ْ С, и позволяют работать при скоростях до 50-60 м/мин.

Л. элементы: Cr, Mo (повышает теплостойкость, а при определённых условиях и теплопроводность), Co (повышает прочность).

1.3.1 Нормальной теплостойкости.

Свойства: 61-63 HRC, теплостойкость 620 – 625 ْ С

Марки: P18, P9, P6М5, 11РА, М3Ф2, 9Х6М3Ф3А

Область применения: обработка углеродистых и легированных конструкционных сталей

1.3.2 Стали повешенной теплостойкости.

Свойства: 63 – 65 HRC, 630 – 640 ْ С

Марки: Р12Ф3, Р6М3Ф5, Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8, Р2АМ9К5, 17М6Ф5Б-П

Область применения: чистовая и получистовая обработка легированных и полулегированных вязких сталей (Р12Ф3), обработка труднообрабатываемых материалов (коррозионных)

1.3.3 Высокой теплостойкости (с интерметаллидным упрочнением)

Свойства: 68 – 70 HRC, теплостойкость 700 – 720 ْ С

Марки: В11М7К23, В14М7К25

Область применения: труднообрабатываемые, в том числе титановые сплавы

Одним из направлений повышения свойств является получение их методом порошковой металлургии. Это позволяет получить равномерное распределение карбидов, и их чрезвычайно мелкие размеры, что способствует повышению прочности, уменьшению радиуса режущей кромки, увеличению технологических свойств. Если сталь получена методом порошковой металлургии, то в обозначении марки через тире добавляется П или МП.

9. Минералокерамические и сверхтвердые материалы. Характеристики, область применения, марки.

3) Минералокерамика (ГОСТ 26630-85). Это инструментальный материал с высокой твёрдостью и теплостойкостью ≈1500°C, что определяет диапазон скорости резания 300-1000 м/мин.

3.1. Оксидная минералокерамика («белая», чистая). Основу составляет Al₂O_3, так как более 99% оксида алюминия.

Свойства: 92-96 HRA,.

Теплост 1100-1500

Марки: ВО-13, ЦМ-332, ВШ-75.

Область применения: чистовая и получист обработка без удара не т/о сталей и чугунов с высокой скор резания.

3.2. («чёрная», смешанная). Композиция оксидов алюминия (Al₂O₃) с карбидами Ti, оксидами циркония, нитридами Ti.

Свойства: 92-94 HRA, 1100°C.

Марки: В-3, ВОК-60, ВОК-63, ВОК-71, ОНТ-20.

Область применения: чистовая и получист и прерыв обработка закал сталей (до 65 HRC) и чугунов (более 260 НВ), цветных сплавов, жаропрочных, никелевых.

3. Нитридная керамика (сиалоны).

Состоит: Si₃N₄ (нитрид кремния) + Al₂O₃ + Y₂O₂ + ZrO₂

Свойства: 94-96 HRA , до 1200°C.

Марки: СИЛИНИТ-Р, ВРК-20

Область применения: получистовая и предвар обработка труднообраб чугунов и жаропрочн никел сплавов.

4) Сверхтвёрдые материалы (СТМ).

К материалам данной группы относятся материалы по шкале Виккерса HV>35000 при 20°C (а инструментальные стали HV 8000-10000).

Инструменты, оснащённые сверхтвёрдыми материалами, позволяют осуществлять высокоскоростную обработку резанием, 1000-3000 м/мин. Обеспечивая параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=0,1 мкм. Эффективное использование инструмента из минералокерамики возможно лишь при условии высокой жёсткости технологической системы.

4.1. Сверхтвёрдые материалы на основе поликристаллического кубического нитрида бора (ПКНБ).

От технологии получения различают три группы данных материалов:

• Синтез из графитоподобного нитрида бора HV 80000, 1300-1500°C.

марки: Композит 01 (Эльбор-Р); Композит 02 (Белбор).

Область применения: чистовая обработка без ударов зак стали, высокотвёрдого материала.

• Синтез из вюрцитного нитрида бора.

свойства: HV 60000, 1100°C.

Марки: Композит 10 (Гексанит-Р), Композит 10Д, Композит 09 (ПТНБ)

Область применения: чистовая обработка высокотвёрдых материалов с ударом

• Получение спекание зёрен кубического нитрида бора

свойства: HV 50000, 1100°C.

Марки: Композит 05, Композит 06, Томал -10

Область применения: получистовая и чистовая обработка закал сталей и вязких жаропрочных сплавов.

4.2. На основе поликристаллических алмазов (ПА):

• Синтез из графита

Свойства: HV 100000, 700°-800°C.

Марки: АСБ (баллас), АСПК(карбонада).

• Спекание зёрен синтетических алмазов

Свойства: HV 100000, 950°C.

Марки: СВБН, карбонит СКМ

Область применения: обработка цветных металлов, твёрдых сплавов, неметаллических материалов.

4.3. Композиц СТМ:

Получ спеканием алмазных зерен и зерен нитрида бора марки СВНБ

Обл-ть: обраб цветных сплавов, тв сплавов, неметаллов.