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

Глава 11 Инструментальные материалы

11.1. Требования к инструментальным материалам

Режущие инструменты работают в условиях больших нагрузок, высоких температур, трения и износа. Поэтому инструментальные материалы должны иметь особые эксплуатационные физико-механические свойства. Материал рабочей части инструмента должен иметь боль­шую твердость и высокие допускаемые напряжения на изгиб, растяжение, сжатие, кручение. Твердость материала рабочей части инструмента предусматривают значительно большей, чем твердость материала обрабатываемой заготовки.

Высокие прочностные свойства необходимы, чтобы инструмент обладал сопротивляемостью соответствующим деформациям в процессе резания, а достаточная вязкость материала инструмента позволяла воспринимать ударную динамическую нагрузку, возникающую при обработке заготовок из хрупких материалов и заготовок с прерывистой поверхностью. Инструментальные материалы должны иметь высокую теплостойкость, то есть сохранять постоянными твердость и режущие свойства при высоких температурах. Важнейшей характеристикой материала рабочей части инструмента является износостойкость. Чем выше износостойкость, тем медленнее изнашивается инструмент и выше его размерная стойкость. Это значит, что детали, последовательно обработанные одним и тем же инструментом, будут иметь минимальный разброс размеров. В целях повышения износостойкости на рабочую часть инструментов наносят специальными методами одно– и многослойные покрытия из карбидов вольфрама или нитридов титана. Материалы для изготовления инструментов должны по возможности иметь наименьшее процентное содержание дефицитных элементов.

11.2. Инструментальные стали

Углеродистые инструментальные стали содержат 1,0÷1,3% С. Для изготовления инструментов применяют стали У10А, У11А, У12А и др. После термической обработки стали (НRС 60÷62) имеют теплостойкость 200÷2400С. При этих температурах твердость стали резко уменьшается и инструменты не могут выполнять работу резания. Допустимые скорости резания не превышают 15÷18 м/мин. Из этих сталей изготовляют метчики, плашки, ножовочные полотна, сверла и зенкеры малых диаметров.

Легированные инструментальные стали. Основой их служат инструментальные углеродистые стали, легированные хромом, вольфрамом, ванадием, кремнием и другими элементами. После термообработки теплостойкость легированных сталей (НRС 62÷64) составляет 220÷2600С. Легированные стали по сравнению с углеродистыми имеют повышенную вязкость в закаленном состоянии, более высокую прокаливаемость, меньшую склонность к деформациям ипоявлению трещин при закалке. Допустимая скорость резания 15÷25 м/мин. Для изготовления протяжек, сверл, метчиков, плашек, разверток используют стали: 9ХВГ, ХВГ, ХГ, 6ХС, 9ХС и др.

Быстрорежущие стали содержат, %: 5,5÷19 W, 3,8÷4,4 Сr, 2÷10 Со и V. Для изготовления режущих инструментов используют стали Р9, Р12, Р18, Р6МЗ, Р6М5, Р9Ф5, Р14Ф4, Р18Ф2, Р9К5, Р9КЮ, Р10К5Ф2 и др. Режущий инструмент из быстрорежущей стали после термической обработки (HRC 62÷65) имеет теплостойкость 600÷6400С и обладает повышенной износостойкостью. Он может работать со скоростями до 100 м/мин.

Сталь Р9 рекомендуют для изготовления инструментов простой формы (резцов, фрез, зенкеров), фасонных и сложных инструментов (для нарезания резьбы и зубьев). Кобальтовые быстрорежущие стали (Р9К5, Р18К5Ф2, Р9К10) применяют для обработки труднообрабатываемых корро­зионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов в условиях тяжелого прерывистого резания. Ванадиевые быстрорежущие стали (Р9Ф5, Р14Ф4) рекомендуют для изготовления инструментов, предназначенных для чистовой обработки (протяжки, развертки, шеверы). Их применяют для обработки труднообрабатываемых материалов при срезании стружек небольшого поперечного сечения.

Вольфрамомолибденовые стали (Р9М4, Р6МЗ) используют для инструментов, применяемых при черновой обработке, и изготовления протяжек, долбяков, шеверов, фрез.

С целью экономии быстрорежущих сталей режущий инструмент изготовляют сборным или сварным. Рабочую часть инструмента делают из быстрорежущей стали, которую сваривают с хвостовиком из конструкционной стали 45, 50, 40Х. Часто используют пластинки из быстрорежущей стали, которые приваривают к державкам или корпусам инструментов.