granovskij_rm (831076), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Легирование ванадием приводит к заметному увеличению контактной твердости стали, но уменьшает ее теплопроводность. В процессе термообработки ванадий способствует образованию мелкозернистой мартенситной структуры и несколько снижает хрупкость. Поэтому ванадиевые быстро- режущие стали успешно работают при обработке материалов повышенной прочности и твердости, хотя и с ограниченными скоростями резания.
Недостатком ваналневых быстрорежущих сталей является склонность к появлению прижогов при шлифовании и заточке, Присутствие в стали кобалына повышает ее износостойкость и теплопроводность. Благодаря последнему свойству инструментами нз кобальтовых сталея можно производить обработку резанием конструкционных сталей с более высокими по сравнению с другими быстрорежущими сталями скоростями резания, а также использовать нх для обработки сталей повышенной твердости и пластичности.
Быстрорежущие стали могут быть как одно; так и многокомпонентными в зависимости от числа основных легирующих элементов. Благодаря легированию одновременно несколькими компонентами можно в конкретных производственных условиях выбрать такую марку быстрорежущей стала, которая обладает наиболее благоприятным сочетанием физико-механических свойств.
Химический состав быстрорежущих сталей и деление их на группы в зависимости от легирующих элементов показаны в табл. 2.3. Как видно нз таблицы, кроме указанных выше химических элементов в состав быстрорежущих сталей входят и другие элементы, такие, как углерод (0,7... ...1,55%1 и хром (3,0...4,6%). Хром при термообработке способствует получению сквозной прокалки и однородной мартен- ситной структуры одинаковой твердости по всему поперечному сечению инструмента.
Хром несколько повышает твердость и износостойкость быстрорежущих сталей, но не повышает их температуростойкость. Легирование хромом улучшает технологические свойства быстро- режущих сталей при термообработке и их механической обработке в нетермообработанном состоянии. В быстрорежущих сталях содержатся также примеси: марганец, кремний, сера и фосфор. Они ухудшают физико-механические свойства сталей. Поэтому присутствие примесей в быстрорежущих сталях ограничивается содержанием О,ОЬ ..0,35%.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Несмотря на сложный химический состав и высокую степень дотирования, механические свойства (о, о, о твердость) в' в' со быстрорежущих сталеи незначительно выше, чем у углеродистьвх и низколегированных инструментальных сталей (табл. 2.4). По пределу прочности на растяжение и изгиб все марки быстрорежущих сталей превышают другие инструментальные материалы. В термообработанном состоянии они не только имеют высокую Прочности, но сохраняют упругость и вязкость.
Изготовленные из них металлорежущие инструменты способны выдержать большие контакгные напряжения, возникающие на лезвиях в процессе резания металлов ТЕМПЕРАТУРОСТОЙКОСТЬ, Повышенное содержание вольфрама, молибдена, ванадия и кобальта способствует достаточно высокой температуростойкости быстрорежущих сталей (см. табл. 2.4). При нагреве их до любой температуры, не превышающей критического значения, и последуюгдем охлаждении до комнатной температуры они сохраняют свою исходную твердость, полученную при термообработке. Температуростойкость быстрорежущих сталей в 2,7...2,8 раза выше температуростойкости углеродистых и низколегированных инструментальных Т а б л и ц а 2.4.
Физико-механические свойства бысгрорсжутих сталей сталей, поэтому быстрорежущве инструменты работают со скоростями резания, в 2...2,5 раза ббльшими. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ. Быстрорежущие инструментальные стали в настоящее время практически полностью вытеснили углеродистые и низколегиронанные стали. Из высоколегированных быстрорежущих сталей изготовляют все виды и типоразмеры инструментов для удовлетворения потребностей механообрабатывающнх цехов машиностроительных заводов.
В 2.5. ТВЕРДЫЕ СПЛЯВЫ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МАРКИРОВКА, Твердые сплавы делятся на три подгруппы: вольйьрамокобалътовую, условно обозначаемую буквами ВК, вольр)рамаьиитакокобальтавую ВТК и вольфрамотитанаташпалакабальтасую ВТТК. В состав твердых сплавов той илн иной подгруппы входят вольфрам, титан, тантал, кобальт и углерод. При этом вольфрам, титан и тантал входят в состав твердых сплавов в химически связанном состоянии, образуя з.вердые и з.емпературосгойкие карбиды вольфрама, титана и тантала. Углерод в твердых сплавах также присутствует только в химически связанном в карбиды вышеуказанных элементов виде.
Кобальт входит в состав твердых сплавов в химически не связанном (металлическом) состоянии, размещаясь между порошкообразными частицами карбидов и связывая их в единый моноли~. Содержание кобальта в твердом сплаве определяет его механическую прочность. Увеличение кобальта в твердом сплаве уменьшает хрупкость, но вместе с этим уменьшает твердость и износостойкость (табл. 2.5).
В маркировке твердых сплавов буквами В и Т обозначается наличие в составе карбидов вольфрама, титана и тантала. Цифры в марках твердых сплавов показывают содержание (в процентах) кобальта и карбидов титана В подгруппе ВТТК за буквами ТТ указывается суммарное содержание карбидов титана и тантала. Содержание карбидов вольфрама не указывается. Таблица 2.5. Химический состав н физико-механические свойства твердых сплавов Химический состав, Х Препек прочности тсмпературостойкость 'С Пкотиость, ТаС Со тl™ твсрпость нкА при изгибе ок ГПа ари сжатии оак ГПа Марка %С т!с 3 )4,8...15„3 6 14,5...15,0 5 5 5 4 4 4 4 4 97 94 92 85 78 79 66 34 81 1,00 1,20 1,30 1,15 1,15 1,10 0,90 0,75 1,65 89.0 88,0 87,5 88,5 89,5 90,0 91,0 90,0 87,0 1100 1050 950 1100 1150 1150 1200 1250 ВК3 ВК6 ВК8 Т5К10 Т14К8 Т15К6 Т30К4 Т60К6 ТТ7К12 8 9 8 б 4 6 12 14,4...14,8 12,2...13,2 11,2...12,0 11,0...11,7 9,5...9,8 6,5...7,0 1 3,0...1 3,3 6 14 15 30 60 4 ф 2.6. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НСТРУМЕНТАЛЬН ЫЕ МАТЕРИАЛЫ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
По механической прочности твердые сплавы в целом уступают инструментальным сталям. Предел прочности на растяжение у твердых сплавов настолько мал, что не позволяет нм в рабочих условиях выдерживать растягиваюп1не нагрузки, и они могут работать только на изгиб и сжатие (см. табл. 2.5).
Значительно (в 2,5...3,2 раза) уступая инструментальным сталям по прочности на изгиб, твердые сплавы обладают высоким пределом прочности на сжатие и по этому параметру соответствуют или даже превосходят инструментальные стали. Из табл. 2.5 видно, что твердые сплавы гюдгрупп ВК н ВТТК в 1,1... ...3,5 раза имеют более высокие прочностные характеристики, чем твердые сплавы подгруппы ВТК. Природная твердость твердых сплавов, т.
е. твердость, полученная непосредственно при их изготовлении без дополнительной термообработки, превышает твердость термообработанных быстрорежуших сталей и, измеренная по шкале А Роквелла, колеблется в пределах НКА 87...91. ТЕМПЕРАТУРОСТОЙКОСТЪ. Карбиды вольфрама и титана, составляющие основу твердых сплавов, обладают высокой природной температуростойкостыо. Увеличение содержания в тверлом сплаве карбидов вольфрама, титана и тантала (см.
табл. 2.5) при соответствующем уменьшении содержания кобальта ведет к повышению температуростойкости твердых сплавов. Особенно сильгю на повышение температуростойкости влияет нали- чие в составе твердых сплавов карбидов ттггана и тантала.
Высокая температуросгойкость дает возможность вести твердосплавными инструментами обработку металлов с высокими скоростями резания с допускаемой на лезвиях температурой свыше 1000'С. В этом заключается преимущество твердых сплавов перед инструментальными сталями. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ- Из твердых сплавов разных марок промышленностью изготовляется большая номенклатура пластинок различных стандартных форм и размеров. Твердыми, температуростойкими и износостойкими твердо- сплавными пластинками оснащают все виды токарных резцов и значительную часть фрез. Их устанавливают на зенкерах, развертках, протяжках, зуборезных и резьбонарезных инструментах. Номенклатура инструментов, оснащенных твердыми сплавами, продолжает расти.
Для высокопроизводительной обработки специальных конструкционных материалов мелкоразмерные сверла, зенкеры, развертки и фрезы целиком изготовляют из твердых с!панов. Некоторые металлорежущие инструменты, преимущественно резцы, изготовляют из минералов. Эти минералы имеют различный химический состав, кристаллическое строение, физико-механические 26 свойства, что и определяет разный уровень их режущих свойств.
Для оснащения метвллорежущих инструментов используются как природные, так и синтетические минералы промышленного производства: минералокерамика, керметы, нитрид бора и алмазы. С развитием науки и техники, надо ожидать, будут разработаны новые композиции синтетических минералов и будет совершенствоваться технология их изготовления. МИНЕРАЛОКЕРАМИКА. Основой керамики является к о р у н д — минерал кристаллического строения, состоящий из оксида алюминия А1,О,. Получают коруады нз глинозема в элехтропечах прн высокой температуре, в связи с чем их принято называть элеюарокорундами. Кристаллы свободного от примесей электрокорунда имеют белый цвет. Примеси химических элементов придают электрокорундам различные цветовые оттенки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
