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; сверхтвердые материалы 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, сверхтвердые материалы, стали для измерительных инструментов.

Литература: 1, с. 138; 2 с. 349...366

Методические указания

Основное достоинство легированных инструментальных сталей - возможность их закалки в масле или расплавленных солях, так как при этом возникают меньшие коробления и меньшая хрупкость. Требования к инструментальным сталям и их термическую обработку нужно разбирать, исходя из их применения. Основное требование к сталям, идущим на изготовление режущего и измерительного пне грумента и для штампов, деформирующих металл в холодном состоянии. - это твёрдость и износоустойчивость. Поэтому в таких сталях содержание углерода должно быть порядка 1%. Окончательной термической обработкой является закалка низкий отпуск, при котором сохраняется твёрдость (кроме быстрорежущих сталей), для некоторого ударного инструмента дают средний отпуск. В сталях для штампов, деформирующих металл в горячем состояний, содержание углерода среднее - 0,4-0,6%, так как они должны быть прочными и выдерживать ударные нагрузки при нагреве. В эти стали всегда входят вольфрам и молибден, которые предупреждают возникновение хрупкого разрушения при нагреве. Отпуск всегда дается высокий. Температура отпуска выбирается в зависимости от условий работы штампа, она всегда должна быть выше температуры нагрева поверхности штампа во время работы. Режущий инструмент не может работать при большой скорости резания, так как при нагреве выше 200-250.°С резко падает твердость. Сохраняют твердость при нагреве до 500-600.°С только быстрорежущие стали. Выпишите в конспект несколько марок низколегированных конструкционных и инструментальных сталей, укажите их состав, свойства, термическую обработку и область применения.

П

29

ри изучении быстрорежущей стали прежде всего выпишите в конспект марки быстрорежущих сталей и их состав. Нужно знать, что быстрорежущие стали маркируются по основному легирующему элементу, например Р18 - цифра 18 показывает процентное соотношение в стали вольфрама. Начертите в конспекте график окончательной термической обработки быстрорежущей стали и разберите отдельные операции процесса. Обратите внимание на особенности ее термической обработки. Если неправильно провести термическую обработку, то во время

работы твердость инструмента начинает падать при температурах значительно ниже 600°С. Запомните, что после высокого отпуска твердость быстрорежущей стали повышается, так как в результате отпуска часть остаточного аустенита переходит в мартенсит.

При изучений этой темы особое внимание следует обратить на применение способа порошковой металлургии не только для получения твердых сплавов, но и для изготовления мелких деталей из материалов на основе железа, меди, никеля и др. Этот метод позволяет сократить расход металла в 2-5 раз, трудоемкость в 1,5-2 раза по сравнению с получением деталей обычными способами (литьем, штамповкой, механической обработкой). Необходимо показать преимущества применения твердых сплавов при обработке деталей и при бурении по сравнению со сталями; ознакомиться с минералокерамическими материалами на основе глинозема, боридов, нитридов. Выпишите в конспект примеры легированных сталей для режущего и измерительного инструмента, а также твердых сплавов. Приведите их расшифровку. Необходимо знать, какие твердые сплавы применяют для армирования бурового инструмента.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите группы, инструментальных легированных сталей твердых сплавов.

2. Что представляет собой эльбор?

3. Что такое минерало керамика и где она применяется.

4. Что такое керметы?

5. Расшифруйте марки: Р10К5Ф5; ВКЗМ; Т15К6.