granovskij_rm (831076), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Изнашивание лезвий инструментов происходит на протяжении всего периода их подвижного контакта с обрабатываемым материалом. В результате этого процесса лезвия теряют некоторую часть своей массы и на них отчетливо видны следы износа в виде нарушений формы рабочих поверхностей. Износостойкость не является каким- либо неизменным свойством инструментальных материалов и зависит от условий резания. Износостойкость — это количественное выражение работы сил трения, затраченной на превращение некоторой массы лезвия в продукт износа в конкретных условиях взаимодействия с определенным конструкцнониым металлом.
Таким образом, износостойкость В определяется отношением В = А/т, где А — работа сил трения; ш — масса продуктов износа. Продукты износа представляют собой весьма мелко дисперги- м гк Згк Рис. 2А. Заеисиность изменения износостойкости В ниструнентальных материалов от скорости скольжения гы: З вЂ” канструкаеакная сталь: 2 — чугун Рис.
2.$. Зависимость изменения интенсивности изнашивания )е инструментальных материалов от скорости скольжения "гк пения износостойкости с увеличением скорости относительного скольжения пары материалов может быть различной (рис. 2А). При взаимодействии инструментальныхх материалов с конструкционными сталями (кривая 1) зависимосзь их износостойкости от скорости относительного скольжения имеет экстремальный характер.
Максимальная износостойкость наблюдается при некоторой скорости еы прн превышении которой износостойкость снова постепенно убывает. При относительном скольжении инструментальных материалов в паре с чугуном (кривая 2) их износостойкость с увеличением скорости скольжения монотонно убывает. Интенсивность изнашивания З„выражает скорость нарастания массы гп продуктов износа на пути Ь взаимного скольжения и, следовательно, может быть определена по уравнению Х = г(лз/с( Она тем больше, чем выше исзирающее свойство одного и ниже износостойкость другого металла, образующих трущуюся пару. С увеличением скорости относительного скольжения с изменение интенсивности изнашивания У„инструментальных материалов при Взаимодействии со сза- лями также имеет экстремальный характер (рис.
2.5). Скорость о„взаимного сколь- женин трущейся пары, соответствующая минимуму интенсивности изнашивания ,У„, равна скорости о„максимальной изнгяхятойкосги В на рис. 2.4. КЛАССИФИКЛНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ Мд1 ЕРИАЛОВ Разработанные в настоящее время инструментальныс материалы, в определенной степени отвечающие рассмотренным выше требованиям, подразделяются на следующие группы: а) углеродистые и низколегированные инструментальные стали; б) бысгрорежущие стали; в) твердые сплавы (металлокерамика); г) минералокерамика и керметы; д) синтетические композиции из ингрида бора; е) синтетические и природные алмазы. ф 2З. УГЛЕРОДИСТЫЕ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛ И ХИМИЧЕСКИг( СОСГАВ И МАРКИРОВКА.
Основным химическим элементом, определяющим физико-механические свойства углеродистых и низколегированных инструментальных сталей, является углерод. Углерод образует карбиды железа, которые в процессе термообработки активно участвуют в фазовых превращениях и образовании твердой мартенситной структуры. Марки сталей, используемых для изготовления мцгаллорежущего инструмента, и их химический состав приведены в табл. 2гй Из группы углеродистых инструментальных сталей в инструментальном производстве наиболее широкое применение имеют стали марок У10А и У!2А, содержание 1,0...1,2 % углерода Входящая в маркировку этих сталей буква А указывает на высшее качесгво выплавки. Низ колегированные стали, к которым относятся стали марок В2, Ф, 9ХС и ХВГ, по содержанию углерода соотвегсгвуют углеродистым инструментальным сталям, но дополнительно легированы неболыпим количеством вольфрама, ванадия и других элементов.
Незначительное количество в стадах обеих подгрупп хрома, марганца и кремния мало сказывается на эксплуатационных свойствах этих сталей. Эти компоненты вводя г в их состав для улучшения технологических свойств (литейных, закалочных и т. п.). Все приведенные в табл. 2.1 стали — заэвтектоидные, поэтому в них содержатся избыточные карбиды железа, распределенные по всей массе стали в виде твердых включений илн сеток. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. В состоянии поставки (до термообработки) углеродистые. и низколегированных инструментальные стали имеют твердость НВ 220...240 и удовлетворительно поддаются обработке резанием.
После термообработки их твердость повышасп:я до НЕС 63...б5. Физико-механические свойства этих сталей в термообработанном состоянии приведены в табл. 2.2. Термообработанными инструментами из углеродистых и низколегированных сталей можно обрабатывать металлы твердостью до НКС 30. Как видно из табл. 2.2, низколегированные термообработанные инструментальные стали Табл ипо 2.1. Содержание легируиияих элементов, %, и углеродистых и иизколегироооииых ииструммггаяьиых сталях Т а б л н ц а 2.2. Фниюко-механические свойспм углеродистых я низколегированных инструментальных сталей 22 прочнее углеродистых.
Кроме того, низколегированные стали в термообработанном состоянии менее хрупки и поэтому предпочтительнее для изготовления мелких инструментов. ТЕМПЕРАТУРОСТОЙКОСТЬ. Высокая твердость углеродистых инструментальных сталей сохраняется только до температуры 220'С. При более высоких температурах в сталях начинают протекать структурные превращения, в результате чего нх твердость резко снижается и инструменты быстро теряют свои режущие свойства.
Поэтому инструментами, изготовленными иэ углеродистых и низколегированных сталей, можно резать металлы только с малыми скоростями резания, обычно не превышающими 20... ...25 м/мин. Чтобы уменьшить температуру лезвия, место контакта инструмента и заготовки поливают смазываюше-охлаждаюшнмн жидкостями.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕ! ИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ. В связи с низкой температурастойкостью практическое использование углеродистых н низколегированных инструментальных сталей для изготовления из них режуших инструментов весьма ограничено. Из углеродистых инструментальных сталей изготовляют напильники, надфнли и иажовочные полотна. Из углеродистых и низколегированных инструментальных сталей изготовляют такие режущие инструменты, которые работают только с малыми скоростями резания, — мелкоразмерные сверла зенкеры, развертки, метчикн н круглые плашки.
й 2.4. БЫСТРОРЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МАРКИРОВКА. Количество марок быстрорежуших сталей велико. При этом характерным для этой группы инструментальньюх сталей является высокая степень легирования. Принципы маркировки быстрорежуших сталей аналою ичны конструкционным сталям, за исключением того, что вольфрам в них заколирован буквой Р, а не буквой В, в марках также опушены данные о содержании углерода и хрома. Основным легируюшим элементом многих марок быстрорежушнх сталей является вольфрам, который входит в состав всех марок в количестве 5,5...!9,5%. Вольфрам, взаимодействуя с углеродом, образует карбиды вольфрама, которые при термообработке равномерно распределяются по всему объему и не склонны к концентрации на границах зерен или в виде конгломератов.
Присутствие в стали вольфрама в указанных количествах приводит к тому, что углерод целиком оказывается связанным в сложные карбиды н благодаря этому сталь приобретает высокую твердость, температурон износостойкость. К недостаткам легирования вольфрамом можно отнести лишь некоторое уменыпение теплопроводности стали. Кроме вольфрама быстрорежушие стали легируют молибденом, ванадием и кобальтом. Действие молибдена на свойства стали анало~ично вольфраму, но проявляется в более активной форме. Введение молибдена позволяет уменьшить н т, Т а 6 л н ц а 2.3. Хвмвческнй состав бмстреренлчхвнх инструментальных сталей Содержание хнмнчесхнх элементав. % едгрулне стали 2,0...2,5 !.5...1,9 1,0...1,4 4,3...5,1 3,8...4,! 1,8...2,4 2,0...2,5 1,0..2,1 2,0...2,6 2,0...2,6 4,3..5„1 1,5...1,8 1,7...2,2 8„5...10,0 12,0...13,0 17,0...18,5 9,0...10,5 13,0...14,5 17,0...19,0 5,5...6,5 5,5...6,5 9,0...10,5 9,0...10,5 19,0...1 1,5 17,0...18,0 6.0...7,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,5...1,0 3,0...3,6 5,0...5,5 1,0 1,0 1,0 0,5...1,0.
4,8...5,3 0.85...0,95 0,80...0,90 0,70...0,80 1,40...1,50 1,20...1,30 0,95...0,95 0,85...0,95 0,80...0,88 0,90... 1,ОО 0,90...1,00 1,45...1,55 0,75...0,85 0,80...0,88 Вольфрамовые Р9 Р12 Р18 Р9Ф5 Р!4Ф4 Р! 8Ф2 РОМЗ РОМ5 РЬК5 Р9К10 Р10К5Ф5 Р18К5Ф2 Р6М5К5 3,8...4,4 3,1...3,6 3,8...4,4 3,8...4,4 4,0...4,6 3,8...4,4 3,0...3„6 3,8...4,4 3,8...4,4 3,8...4,4 4,0...4,6 3,8...4,3 3,8...4,3 Вальфрнмснана- дневые Вольфрамомолнбленоные Водьфрамокобнд ьтовые Водьфрамоксбад ьтованалневые Вольфрамомолиб- леноксбальтсные Вольфрамомслнб- деноксбнльтовн- нелневые 5,0...6,0 9,0.. !О, 5,0...6,0 4,8...5,3 4,8...5,3 8,5...9,5 3,8, 4,3 2,1...2,5 7,5...8,5 1,00...1,!О 3,0...3,6 Р9М4К8Ф 23 содержание в стали дефицитного вольфрама. Однако в связи с охрупчивающим воздействием содержание молибдена в быстрорежущих сталях не превышает 5 %. Присутствие молибдена способствует повышению теплопроводных свойств сталей и тем самым снижению температуры лезвий инструментов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
