Shpory_instrument_materialy (Рк инструментальные материалы), страница 3

28.Назовите особенности марки твёрдого сплава марки H10F и его рекомендуемую область применения.

Применение: Н10F для фрезерования жаропрочных и титановых сплавов

Особенности: Высокие эксплуатационные свойства таких твердых сплавов обусловлены как специальной технологией производства самих зерен карбида вольфрама и технологией изготовления композиции, так и специальными добавками в составе сплава. Мелкозернистые сплавы зарубежных производителей чаще всего предлагаются в виде стержней различного диаметра (в том числе с каналми для подвода СОЖ) для изготовления осевого металлорежущего инструмента, в основном, концевых фрез и сверл. Инструмент из такого мелкозернистого сплава, помимо минимального радиуса округления режущей кромки (до 3 мкм), необходимого для чистовой обработки, находит применение для обработки высопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, высокотвердых материалов, в том числе закаленных сталей и чугунов, а также высокоабразивных материалов (силумины, стекло-, угле-, боропластики).

29. Назовите преимущества и недостатки режущей керамики.

Режущая керамика характеризуется высокой твердостью, в том числе при нагреве, износостойкостью, химической инертностью к большинству металлов в процессе резания. По комплексу этих свойств керамика существенно превосходит традиционные режущие материалы – быстрорежущие стали и твердые сплавы

Принципиальными недостатками керамики являются ее хрупкость и сложность обработки. Керамические материалы плохо работают в условиях механических или термических ударов, а также при циклических условиях нагружения. Им свойственна высокая чувствительность к надрезам.

30. Назовите главные особенности строения режущей керамики и их влияние на эксплуатационные характеристики.

Основной особенностью режущей керамики является отсутствие связки, что в значительной степени снижает ее разупрочнение при нагреве и предопределяет возможность применения скоростей резания существенно превышающих скорости резания инструментом из твердого сплава (до 2,5 раз). В то же время, отсутствие связующей фазы определяет низкую трещиностойкость, прочность и сопротивляемость циклическим тепловым нагрузкам, поэтому основная область использования режущей керамики - чистовая обработка в условиях жесткой технологической системы.

Низкая трещиностойкость керамики является причиной формирования фронта трещин, которые из-за отсутствия пластичной связующей фазы не встречают барьеров, способных затормозить или остановить их развитие.

31.Приведите классификацию групп режущей керамики по химическому составу.

32.Назовите характерные особенности оксидной керамики и смешанной керамики.

Оксидная керамика (обозначение CA) имеет высокую твердость, низкий предел прочности на изгиб, вязкость и теплопроводность. Применяется для точения серых чугунов и низколегированных нетермоупрочненных сталей.

Смешанная керамика (обозначение CM), помимо Al2O3 имеет добавки TiC, TiN, TiСN, ZrO2 и другие. По сравнению с оксидной керамикой имеет большую прочность, и область ее рационального применения расширяется на точение термоулучшенных сталей, коррозионностойких сталей, специальных легированных чугунов.

33. Приведите особенности однокарбидных ультрамелкодисперсных, примеры их марок и области применения.

Особую группу твердых сплавов зарубежных производителей представляют однокарбидные ультрамелкозернистые твердые сплавы с размером зерен 0,2...0,8 мкм. В отличие от отечественных мелкозернистых твердых сплавов, у импортных, с уменьшением размера зерна повышается не только твердость, но и изгибная прочность сплава. Так, например, мелкозернистый сплав H10F фирмы Sandvik Hard Materials (Швеция) имеет твердость 92,1 HRA при заявленной изгибной прочности 4300 МПа. в то время как ВК6-ОМ имеет прочность на изгиб 1274 МПа и твердость 90,5HRA. Высокие эксплуатационные свойства таких твердых сплавов обусловлены как специальной технологией производства самих зерен карбида вольфрама и технологией изготовления композиции, так и специальными добавками в составе сплава. Мелкозернистые сплавы зарубежных производителей чаще всего предлагаются в виде стержней различного диаметра (в том числе с каналми для подвода СОЖ) для изготовления осевого металлорежущего инструмента, в основном, концевых фрез и сверл. Инструмент из такого мелкозернистого сплава, помимо минимального радиуса округления режущей кромки (до 3 мкм), необходимого для чистовой обработки, находит применение для обработки высопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, высокотвердых материалов, в том числе закаленных сталей и чугунов, а также высокоабразивных материалов (силумины, стекло-, угле-, боропластики).

34. Назовите особенности марки твёрдого сплава марки H10F и его рекомендуемую область применения.

Мелкозернистый сплав H10F фирмы Sandvik Hard Materials (Швеция) имеет твердость 92,1 HRA при заявленной изгибной прочности 4300 Мпа. Пластины из сплава Н10F рекомендуют для фрезерования жаропрочных и титановых сплавов.

35. Назовите преимущества и недостатки режущей керамики.

Преимущества:

• отсутствие связки, что в значительной степени снижает ее разупрочнение при нагреве и предопределяет возможность применения скоростей резания существенно превышающих скорости резания инструментом из твердого сплава (до 2,5 раз).

• отсутствие связующей фазы определяет низкую трещиностойкость, прочность и сопротивляемость циклическим тепловым нагрузкам

Недостатки:

• снижение эффективности при обработке с повышенными значениями сечения среза, при прерывистом резании, и с применнеием СОЖ.

• Низкая трещиностойкостью

• Микро- и макровыкрашивание режущих кромок керамического инструмента.

36. Назовите главные особенности строения режущей керамики и их влияние на эксплуатационные характеристики.

Основной особенностью режущей керамики является отсутствие связки, что в значительной степени снижает ее разупрочнение при нагреве и предопределяет возможность применения скоростей резания существенно превышающих скорости резания инструментом из твердого сплава (до 2,5 раз). В то же время, отсутствие связующей фазы определяет низкую трещиностойкость, прочность и сопротивляемость циклическим тепловым нагрузкам, поэтому основная область использования режущей керамики - чистовая обработка в условиях жесткой технологической системы. Низкая трещиностойкость керамики является причиной формирования фронта трещин, которые из-за отсутствия пластичной связующей фазы не встречают барьеров, способных затормозить или остановить их развитие. Микро- и макровыкрашивание режущих кромок керамического инструмента является превалирующим, причём не зависит от скорости резания, так как температура сильно не влияет на выкрашивание.

37.Приведите примеры марок отечественной смешанной режущей керамики с TiN и её рекомендуемую область применения.

Пример отечественной смешанной режущей керамики с TiN : ОНТ-20 (кортинит). Применяют для обработки закаленных сталей, отбеленных чугунов, медных и никелевых сплавов.

38.Приведите примеры марок отечественной режущей керамики на основе Al2O3 армированной нитевидными кристаллами и её рекомендуемую область применения.

Пример: ТВИН-400 . Применяют для обработки никелевых сплавов, закаленных высоколегированных и быстрорежущих сталей и чугунов твердостью более 250 НВ, с высокими скоростями и большими подачами при черновом, получистовом и чистовом точении и фрезеровании.

39.Приведите примеры марок отечественной нитридной режущей керамики и её рекомендуемую область применения.

Пример: ТВИН-200, Силинит-Р. Применяют Для обработки всех видов чугуна с большими подачами и скоростями, при черновом, получистовом и чистовом точении, фрезеровании, для обработки сплавов на основе никеля и кобальта. Возможно применение СОЖ.

40. Приведите примеры марок отечественных слоистых керамических материалов на твёрдосплавной подложке и их рекомендуемую область применения.

Марка ВОКС-300, ВОК-95С, ВОК- 95М

Тип Слоистый керамический материал на твердосплавной подложке

Область применения Для чистовой и получистовой токарной обработки углеродистых, легированных, закаленных сталей и различных чугунов, в том числе прерывистого точения. Для нарезания резьбы и канавок в деталях из закаленной стали.

41. Приведите таблицу допустимых скоростей резания для инструментальных материалов.

Обрабатываемый материал

Допустимая скорость при обработке резанием стали 45, м/мин

• Углеродистая сталь 10...15

• Легированная сталь 15...30

• Быстрорежущая сталь 40...60

• Твердые сплавы: Группа ВК 120...200

• Группы ТК и ТТК 150...250

• Керметы 100...300

• С покрытием 200...300

• Керамика 400...600

42. Какие инструментальные материалы называют сверхтвёрдыми. Приведите примеры марок и их область использования.

Сверхтвердыми принято считать инструментальные материалы, имеющие твердость по Виккерсу при комнатной температуре свыше 35ГПа. К этой группе относятся инструментальные материалы на основе алмаза и материалы на основе кубического нитрида бора (плотного нитрида бора), имеющие период стойкости в 50...200 раз больший по сравнению с твердым сплавом.

• Область использования поликристаллического нитрида бора(1 и 2)

• Область использования поликристаллических алмазов(2 и 3)

43. Приведите преимущества и недостатки алмазных СТМ. Укажите область применения.

Алмаз, как инструментальный материал имеет два существенных недостатка - относительно низкую теплостойкость и диффузионное растворение в железе при высоких температурах, что практически исключает использование алмазного инструмента при обработке сталей и сплавов, способных образовывать карбиды. В то же время, благодаря очень высокой теплопроводности, режущая кромка лезвия интенсивно охлаждается, поэтому алмазный инструмент пригоден для работы с высокими скоростями резания.

Следует учитывать, что стоимость монокристаллического алмазного лезвийного инструмента в разы превосходит стоимость алмазного инструмента из поликристаллов.

Преимущества инструментальных поликристаллических алмазов, в сравнении с монокристаллическими, связаны с произвольной ориентацией кристаллов в рабочем слое режущих пластин, что обеспечивает высокую однородность по твердости и стойкости к истиранию во всех направлениях при больших показателях прочности.

СТМ на основе алмазов. По сранению с поликристаллическими алмазами других типов, они характеризуются высокой чистотой, твердостью и теплопроводностью, но меньшей прочностью.

При обработке высокоабразивных и твердых материалов имеют стойкость в несколько раз выше других PCD. По данным компании Element Six, выпускающих такие PCD под общим названием CVDite, они рекомендуются для непрерывного точения керамики, твердых сплавов, металломатричных композиций. Для обработки сталей не используются.

44. Приведите преимущества и недостатки СТМ из кубического нитрида бора.

Преимущества: СТМ на основе поликристаллического кубического нитрида бора (ПКНБ в России и PCBN за границей), незначительно уступая алмазу по твердости, отличаются высокой теплостойкостью, стойкостью к циклическому воздействию высоких температур и, что особенно важно, более слабым химическим взаимодействием с железом, поэтому наибольшая эффективность применения инструментов на основе BN имеет место при обработке чугунов и сталей, в том числе высокотвердых.

Недостатки: Повышенная чувствительность инструментов из СТМ к вибрациям и ударным нагрузкам, что повышает требования к станка в отношении точности, виброустойчивости и жесткости технологической системы. Нужны дорогие станки.

45. Объясните принцип получения CVD покрытий и их особенности и назначениею

Поликристаллы алмаза, полученные химическим парофазным осаждением (CVD), представляют принципиально новый тип СТМ на основе алмазов. По сранению с поликристаллическими алмазами других типов, они характеризуются высокой чистотой, твердостью и теплопроводностью, но меньшей прочностью. Представляют толстые пленки, а по сути - пластины толщиной 0,3...2,0 мм (наиболее типична толщина 0,5 мм), которые после выращивания отслаиваются от подложки, разрезаются лазером и припаиваются к твердосплавным вставкам. При обработке высокоабразивных и твердых материалов имеют стойкость в несколько раз выше других PCD. Они рекомендуются для непрерывного точения керамики, твердых сплавов, металломатричных композиций. Для обработки сталей не используются.

46. Объясните принцип получения PVD покрытия и их особенности.

Алмазоподобные покрытия, наносимые методами физического осаждения из газовой фазы (PVD) и химического осаждения из газовой фазы активированные плазмой (PACVD) имеют толщину 1...30 мкм (обычно около 5 мкм) и характеризуются высокой твердостью и рекордно низким коэффициентом трения. Поскольку процесс нанесения таких покрытий проводится при температурах не выше 3000 С они используются также для повышения стойкости быстрорежущего инструмента. Наибольший эффект от алмазоподобных покрытий достигается при обработке медных, алюминиевых, титановых сплавов, неметаллических материалов и высокоабразивных материалов.