Режущий инструмент - Филиппов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
58
1) высокой твердостью, заметно превосходящей твердость обрабатываемого материала;
2) высокой прочностью *, так как режущая часть при резании подвергается значительным нагрузкам, которые не должны вызывать разрушение и заметное пластическое деформирование режущей части;
3) высокой теплостойкостью 2, характеризующейся наивысшей температурой, при которой инструментальный материал сохраняет свою твердость (режущие свойства); теплостойкость дает представление о твердости инструментального материала при различных температурах его нагрева в процессе резания;
4) малочувствительностью к циклическим колебаниям температуры, возникающим в условиях прерывистого резания и неравномерного припуска на обработку и вызывающим термомеханическую усталость материала, способствующую появлению усталостных трещин на режущей части инструмента;
5) высокой износостойкостью —способностью инструментального материала сопротивляться износу инструмента по его передней и задней поверхностям в процессе резания.
Кроме перечисленных основных требований к инструментальным материалам к ним предъявляются и другие. Например, высокая теплопроводность, способствующая отводу теплоты из зоны резания, что, в свою очередь, снижает температуру резания и в известной мере препятствует возникновению прижогов и трещин на режущей части при заточке инструмента. Инструментальные материалы должны обладать и определенной технологичностью, к которой относят закаливаемость, прокаливаемость, устойчивость против перегрева, окисления, отсутствие склонности к образованию трещин при напайке, заточке и доводке, свариваемость, шлифуемость и т. д., а также недефицитностью и экономичностью.
Перечисленные требования часто взаимно противоречивы: повышение твердости инструментального материала, как правило, сопровождается снижением прочности, ухудшением некоторых технологических свойств, высокая прочность — ухудшением обрабатываемости и некоторых других технологических свойств, повышением стоимости из-за использования дефицитных материалов.
1 Прочность характеризуется пределами прочности при изгибе си, сжатии осж и ударной вязкостью ак.
2 В государственных стандартах на бысторежущие стали применяется термин «красностойкость», оценивается она температурой четырехчасового отпуска, после которого твердость стали составляет HRC 58. В технической литературе более распространен термин «теплостойкость» который для инструментальных сталей идентичен с термином «красностойкость», а для остальных групп инструментальных материалов является единственным показателем, характеризующим способность материала или его связки сохранять режущие свойства при определенной температуре (термин «красностойкость» для твердых сплавов, сверхтвердых материалов, минералокерамикй не применим).
59
CN (N Oi Oi , Tt^Tf Ю (N —
—СО©*©"
8SS-«
О OO 00 w
Я88
О О
о о
О О О О т*< Q О О Ю [ I
— — — О О
LO LO СО «3«
О) t4» Ю LO
СО СО
tCo I I
00 Oi — CN Oi Oi
о о о о о о о о
О О Ю CD СО 0 00 ~ ~ CN
SIIII
о о о о о -* о о о о
О т*< LO о
CD (N
CD 00 CD 00 Ю • ^ Oi^ СО
СО LO —< —' СО ^
1S' I N
00 СО —. cd CN ^4T "Oi -СО — —СО
<N .
с
CD S
'LO
ICQ
. g
и.! S в ^ S
км VV) л
о о
IfI
g J3 CU
III
CN
S3
00*
00
а
л
і
о к
cd
і
в flu си S
К инструментальным материалам, удовлетворяющим в той или иной степени перечисленные требования, относятся как металлические, так и неметаллические материалы (табл. 2.1). К первым относятся твердые сплавы, быстрорежущие стали и сплавы, легированные и углеродистые инструментальные стали, ко вторым— сверхтвердые материалы и минералокерамика.
2.1. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ
В зависимости от химического состава и степени легированности инструментальные стали подразделяются на углеродистые, легированные и быстрорежущие. По своей твердости в холодном состоянии все эти стали незначительно отличаются друг от друга, основное их различие — разная красностойкость. Причиной этого является различие в строении мартенсита сталей. В закаленных углеродистых сталях мартенсит представляет собой твердый раствор углерода в а-железе. При нагреве закаленной стали из мартенсита выделяются кар-, биды железа. Этот про-, цесс при температуре свыше 200° С интенсифици*: руется, одновременно увеличиваются размеры карбидов, твердость стали резко снижается. В легц-
ровайных и быстрорежущих сталях разупрочнение при нагреве сдерживается наличием легирующих элементов, карбиды которых выделяются из мартенсита при более высоких температурах, чем карбиды железа. Однако состав и количество легирующих элементов в инструментальных легированных сталях не позволяют образовать карбиды только из этих легирующих элементов, так как достаточный удельный вес в них занимают карбиды железа. Поэтому красностойкость легированных сталей лишь на 50—100° С превышает красностойкость углеродистых инструментальных сталей. В быстрорежущих сталях резкое повышение красностойкости (до 500—600° С) достигается за счет соединения большей части углерода в карбиды легирующих элементов. Для этого вводимые в стали легирующие элементы должны иметь большее, чем железо, сродство с углеродом, образовывать достаточно теплостойкие карбиды и легко растворяться в а-железе. К таким легирующим элементам относятся вольфрам, молибден, хром, ванадий. В составе современных инструментальных сталей содержатся различные комбинации этих легирующих элементов.
