2 . Инструментальные материалы

В настоящее время для изготовления РИ применяются пять групп инструментальных материалов: стали, твердые сплавы, режущие ке­рамики, синтетические сверхтвердые материалы и абразивные мате­риалы. Если рассматривать лезвийные РИ, то наиболее распростра­ненными для их изготовления материалами являются быстрорежу­щие стали; из них изготавливают до 66 % РИ. Из твердых сплавов из­готавливают (или оснащают ими) до 32 % РИ. На долю остальных инструментальных материалов приходится не более 2 %. Сравнение инструментальных материалов по объему снимаемой стружки пока­зывает следующее: до 68 % снимается твердосплавными РИ, порядка 28 % — инструментами из быстрорежущих сталей, остальными инст­рументальными материалами — до 4 %. Эти соотношения могут ме­няться в зависимости от свойств конструкционных материалов, пар­ка металлорежущих станков, точности обрабатываемых деталей.

Требования к инструментальным материалам для лезвийных РИ. По сравнению с конструкционными к инструментальным материалам предъявляют более высокие требования, что связано с условиями, в которых работают контактные поверхности РИ [49].

1. Высокая твердость, значительно превышающая твердость об­ рабатываемого материала. Твердость является одним из важнейших показателей качества инструментального материала, который опре­ деляет износостойкость и прочность РИ.

2. Высокая прочность, поскольку режущая часть РИ подвергается значительным нагрузкам, которые не должны вызывать ее разруше­ ния и заметного пластического деформирования. Прочность харак­ теризуется пределами прочности при изгибе и сжатии, а также удар­ ной вязкостью.

3. Высокая теплостойкость, которая характеризуется наибольшей температурой, при которой инструментальный материал сохраняет свои режущие свойства, прежде всего — твердость.

4. Высокая теплопроводность — способность интенсивно отво­ дить теплоту из зоны резания.

26

5. Высокая износостойкость — способность материала сопротив­ ляться изнашиванию в процессе резания.

6. Высокая технологичность, обеспечивающая рациональные ус­ ловия изготовления РИ. Для инструментальных сталей технологич­ ность — это хорошие обрабатываемости резанием и давлением; бла­ гоприятные условия термической обработки (малые чувствительно­ сти к перегреву и обезуглераживанию, хорошие закаливаемость и прокаливаемость, минимальное деформирование и отсутствие тре­ щин при закалке), а также хорошая свариваемость. Для остальных инструментальных материалов (прежде всего твердых сплавов) — хорошая спаиваемость и отсутствие дефектов при пайке, хорошая шлифуемость (это требование относится и к инструментальным ста­ лям).

7. Невысокая стоимость.

Указанные требования зачастую взаимно противоречивы. Напри­мер, возрастание твердости сопровождается снижением прочности; твердость растет в такой последовательности: стали, твердые сплавы, режущие керамики, сверхтвердые материалы; в такой же последова­тельности убывает предел прочности при изгибе. Высокая теплопро­водность — это лишь требование, реально же инструментальные ма­териалы имеют низкую теплопроводность, которая с повышением их твердости снижается.