ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ



Работоспособность металлорежущего инструмента может быть обеспечена только в том случае, если его рабочая часть выполнена из материала, обладающего комплексом определенных физико-механических свойств. Материалы, отвечающие в той или иной мере требованиям этого комплекса и способные осуществлять резание, называются инструментальными материалами.
Чтобы внедриться в поверхностные слои обрабатываемой заготовки, материал режущих лезвий рабочей части инструментов должен иметь высокую твердость. Твердость инструментальных материалов может быть природная, т.е. свойственная материалу при его образовании, и может быть достигнута специальной обработкой. Например, инструментальные стали в состоянии поставки с металлургических заводов сами легко поддаются обработке резанием. После механической обработки, термообработки, шлифования и заточки инструментов из стали их прочность и твердость резко повышаются.
Из всех инструментальных материалов наилучшем сочетанием прочностных характеристик обладают инструментальные стали. Благодаря этому рабочая часть инструментов, выполненных из инструментальных сталей, успешно выдерживает сложный характер нагружения и может работать на сжатие, кручение, изгиб и растяжение.

Инструментальные материалы

Инструментальные материалы подразделяются на следующие группы:
инструментальные стали;
твердые сплавы (металлокерамика);
минералокерамика и керметы;
синтетические композиции из нитрида бора;
синтетические алмазы.
Инструментальные стали разделяют на углеродистые, легированные и быстрорежущие.
Углеродистые инструментальные стали применяют для изготовления инструмента, работающего при малых скоростях резания. Из стали марок У9 и У10А изготовляют пилы; из стали марок У11, У11А, У12 — ручные метчики и др. Буква У в марке стали обозначает углеродистая, цифра — содержание в стали углерода в десятых долях процента, буква А — высокое качество стали (содержание серы и фосфора не более 0,03% каждого элемента).
Основными свойствами углеродистых инструментальных сталей является высокая твердость (HRC3 62-65) и низкая температуростойкость. Для сталей марок У10А — У13А 220°С, поэтому инструмент из этих сталей рекомендуется применять при скорости резания не более 8 — 10 м/мин.
Легированные инструментальные стали бывают хромистые (X), хромисто-кремнистые (ХС), вольфрамовые (В) и хромовольфрамомарганцовистые (ХВГ) и др.
Цифры в марке стали обозначают содержание (в процентах) входящих компонентов. Первая цифра слева от букв определяет содержание углерода в десятых долях процента (если содержание углерода менее 1%), цифры справа от буквы указывают среднее содержание легирующего элемента в процентах.
Из стали марки X изготовляют метчики, плашки, из стали 9ХС — сверла, развертки, метчики и плашки. Сталь В1 рекомендуется для изготовления мелких сверл, метчиков и разверток.
Температуростойкость легированных инструментальных сталей 350 -400°С и поэтому допустимые скорости резания для инструмента из этих сталей в 1,2 -1,5 раза выше, чем для инструмента из углеродистых инструментальных сталей.
Быстрорежущие (высоколегированные) стали применяют для изготовления различных инструментов, но чаще сверл, зенкеров, метчиков. Быстрорежущие стали обозначают буквами и цифрами, например сталь Р6МЗ. Буква Р (рапид) означает, что сталь быстрорежущая, цифры после нее — среднее содержание вольфрама в процентах, остальные буквы и цифры обозначают то же, что и в марках легированных сталей. Важнейшими компонентами быстрорежущих сталей являются вольфрам, молибден, хром и ванадий.
По режущим свойствам быстрорежущие стали делят на стали нормальной и повышенной производительности. К сталям нормальной производительности относятся вольфрамовые стали марок Р18, Р12, Р9, Р9Ф5 и вольфрамомолибденовые стали марок Р6МЗ, Р6М5, сохраняющие твердость не ниже HRC3 58 до температуры 620°С. К сталям повышенной производительности относятся стали марок Р18Ф2, Р14Ф4, Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2, сохраняющие твердость HRC3 64 до температуры 630-640*С.

Автор - nastia19071991