Раздел 4. Инструментальные материалы

Тема 4.1. Материалы для режущих и измерительных инструментов

Студент должен:

знать:

• основные свойства, которыми должен обладать материал для режущих инструментов;

• условия работы инструментов;

• классификацию инструментальных сталей, марки, состав;

• спеченные твердые сплавы и область их применения;

• принципы подбора материалов для режущих и измерительных инструментов.

Материалы для режущих инструментов: углеродистые стали, низколегированные стали, быстрорежущие стали, спеченные твердые сплавы.

Литература: Л.1. с.411 – 445, Л.2. с.89 – 92.

Требования к инструментальным сталям и их термическую обработку нужно разбирать, исходя из их применения. Основное требование к сталям, идущим на изготовление режущего и измерительного инструмента и для штампов, деформирующих металл в холодном состоянии - это твердость и износоустойчивость. Поэтому в таких сталях содержание углерода должно быть порядка 11.

Режущий инструмент из низколегированных сталей не может работать при большой скорости резания, так как при нагреве выше 20-250град. С резко падает твердость. Сохраняют твердость при нагреве до 500-бООград. С только быстрорежущие стали. Выпишите в конспект несколько марок конструкционной и инструментальной стали, кажите их состав, свойства, термическую обработку и область применения.

При изучении быстрорежущей стали прежде всего выпишите в конспект марки быстрорежущей стали и ее состав. Обязательно запомните, что быстрорежущие стали маркируются по основному легирующему элементу, например Р18 - цифра 18 показывает процентное содержание вольфрама - 18%. Начертите график окончательной термической обработки быстрорежущей стали и разберите отдельные операции процесса, обратите внимание на особенности её термической обработки. Если

неправильно провести термическую обработку, сталь не будет обладать краскостойкостыо, в работе она будет себя вести так же, как и низколегированные стали. Запомните, что после высокого отпуска твердость быстрорежущей стали повышается, так как а результате отпуска часть остаточного аустенита переходит в мартенсит.

23

Вопросы для самоконтроля

1. Укажите основные требования к инструментальным углеродистым сталям.

2. Расшифруйте: У7; У13А.

3. В каких условиях могут работать низколегированные инструментальные стали? Запишите их марки.

4. Как маркируют быстрорежущие стали?

5. Укажите основное достоинство легированных инструментальных сталей.

6. Расшифруйте: ХВГ, Р6М5.

Тема 4.2. Материалы для изготовления горных инструментов

Твердые сплавы: химический состав, свойства, маркировка.

Материалы для режущего инструмента выемочных машин, коронок ударно-вращательного бурения, для шарошечного долота, пики отбойных молотков, буровых штанг, струговых установок.

Литература: Л.7. с.13 – 32.

Практическая работа 2

Методические указания

Державки и корпуса горных инструментов изготавливают, как правило из легированных сталей, которые способствуют снижению напряжений в пластинках твердого сплава, применяемых для армирования рабочей части инструмента для улучшения их эксплуатационных свойств. По структуре эти сплавы бывают мелкозернистыми (индекс М, размер зерен до мкм), среднезернистыми (1-2 мкм), крупнозернистыми (индекс В, размер 2-5 мкм).

В горной промышленности в основном применяются средне- и крупнозернистые сплавы, имеющие достаточную прочность.

Марки сплавов выбирают в зависимости от механических свойств горных пород и способов их разрушения. Например, при резании мелкими стружками, при малых динамических нагрузках, применяют инструменты, армированные твердыми сплавами с малым содержащем кобальта, как более износостойкие.

Следует уяснить, что более предпочтительно применение карбидов металлов перед чистыми металлами, т.к. карбидные группы имеют более высокую прочность и позволяют экономить дефицитные металлы.

Зубья ковшей экскаваторов, шарошек и другой крупный инструмент армируют наплавочными твердыми сплавами: трубчатыми (релит ТЗ), электродными и порошковыми.

Для соединения твердых сплавов с державками и корпусами рабочих инструментов применяют припои медно-цинковые с присадками никеля, марганца, кобальта, кремния и др. Эти присадки повышают прочность и твердость паяного соединения, улучшают его механические и технологические свойства.

24