Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТКМ - Исхаков АР.doc
Скачиваний:
361
Добавлен:
09.03.2016
Размер:
3.52 Mб
Скачать

4.4. Инструментальные стали

Инструментальные стали применяют для изготовления трех основных групп инструмента: режущего, измерительного и штампов. В связи с условиями работы инструмента к инструментальным сталям предъявляют определенные требования.

Сталь для режущего инструмента (резцы, сверла, метчики, фрезы, протяжки и др.) должна обладать высокой твердостью, превышающей твердость обрабатываемого материала; износостойкостью; теплостойкостью, то есть способностью стали сохранять при нагреве рабочей кромки, возникающем в эксплуатации, структуру и свойства, необходимые для резания.

Измерительный инструмент (гладкие и резьбовые калибры и др.) служит для проверки размеров изготовляемых деталей. Сталь для измерительного инструмента должна быть твердой и длительное время сохранять размеры и форму инструмента.

Штампы служат для деформирования металла в холодном и горячем состояниях.

Сталь для штампов холодного деформирования (вытяжные, гибочные, высадочные штампы, дыропробивные пуансоны, ролики для накатывания резьбы и др.) должна иметь высокую твердость, износостойкость и достаточную вязкость. Сталь для штампов горячего деформирования (ковочные, прошивные, обрезные штампы и др.) должна иметь высокие механические свойства, которые должны сохраняться и при повышенных температурах, глубоко прокаливаться и обладать стойкостью против разгара. Разгаростойкость характеризует устойчивость стали против образования поверхностных трещин при многократном нагреве и охлаждении.). В связи с различными условиями работы инструментальные стали по назначению делят на следующие группы: стали для режущих инструментов; стали для измерительных инструментов; штамповые стали.

В особую группу инструментальных материалов входят так называемые твердые сплавы, применяемые для инструмента, работающего при особо высоких скоростях резания. Стали для режущих инструментов. Режущий инструмент изготовляют из углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей.

4.4.1. Углеродистые инструментальные стали

Это стали марок У9 (0,9% С), У10 (1,0% С), У11 (1,1% С), У12 (1,2% С).

Для получения высокой твердости (HRC 60÷64) эти стали закаливают в воде при 770÷8100С, но, несмотря на быстрое охлаждение, инструмент прокаливается на небольшую глубину до 10÷12 мм. Высокая твердость закаленной стали сохраняется при нагреве (отпуске) до 2000С. При более высоких температурах нагрева (выше 2000С) твердость значительно понижается.

Поэтому инструмент, изготовленный из углеродистых инструментальных сталей, должен работать в таких условиях, чтобы в процессе работы режущая кромка не нагревалась до температуры выше 2000С.

Сталь У9 применяют для ножовочных полотен и деревообрабатывающего инструмента (сверла, фрезы, ножи и др.). Стали У10, У11, У12 – для различного металлорежущего инструмента (сверла, метчики, развертки, фрезы, плашки и др.), напильников. Сталь У13 – для бритвенных ножей, лезвий острого хирургического инструмента, напильников.

4.4.2. Легированные инструментальные стали

По сравнению с углеродистыми легированные стали 9ХФ, 11ХФ, 13Х имеют следующие преимущества: большую прокаливаемость (возможность применения для инструмента большего сечения); большую пластичность в отожженном состоянии; возможность применения при закалке более умеренных охладителей – масла, горячих сред (меньшая деформация инструмента); более высокую прочность (при изгибе) в закаленном состоянии; высокие режущие свойства; постоянные и однородные свойства в разновременно обрабатываемых партиях инструмента. Назначение этих сталей следующее: 9ХФ – для круглых и ленточных пил, для ножей при холодной резке металла; 11ХФ – для метчиков и другого режущего инструмента диаметром до 30 мм, закаливаемого с охлаждением в горячих средах; 13Х – для бритвенных ножей и лезвий, острого хирургического инструмента, шаберов, гравировального инструмента.

Основной легирующий элемент в сталях X, 9ХС, ХВГ, ХВСГ – хром. Сталь X легирована только хромом. Повышенное содержание хрома значительно увеличивает прокаливаемость. Сталь X прокаливается в масле насквозь в сечении до 25 мм (твердость в середине не ниже HRC 60), а сталь УК) только в сечении до 5 мм. Применяют сталь X для токарных, строгальных и долбежных резцов в лекальных и ремонтных мастерских. Сталь 9ХС кроме хрома легирована кремнием. По сравнению со сталью X она имеет большую прокаливаемость – до 35 мм; повышенную теплостойкость до 250÷2600С (сталь X до 200÷2100С); лучшие режущие свойства; более равномерное распределение карбидов. Из стали 9ХС изготовляют сверла, развертки, фрезы, метчики, плашки.

Сталь ХВГ легирована хромом, вольфрамом и марганцем. Она имеет большую прокаливаемость, чем сталь 9ХС, – до 45 мм. Являясь малодеформирующейся сталью, глубоко прокаливающейся, сталь ХВГ применяют для крупных и длинных протяжек, длинных метчиков, длинных разверток и т. п.

Сталь ХВСГ – сложнолегированная сталь и по сравнению с 9ХС и ХВГ лучше закаливается и прокаливается. При охлаждении в масле она прокаливается насквозь в сечении до 80 мм. Она меньше чувствительна к перегреву. Теплостойкость ее такая же, как у стали 9ХС.

Сталь ХВСГ применяют для круглых плашек, разверток, крупных протяжек и другого режущего инструмента.