Milling-master.ru

В помощь хозяину
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Материалы и инструменты для обработки металла

Обработка металла

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

  • механическая (обработка резанием);
  • литье;
  • термическая;
  • давлением;
  • сварка;
  • электрическая;
  • химическая.

Литье — один из самых древних способов. Он заключается в расплавлении металла и розливе его в подготовленную форму, повторяющую конфигурацию будущего изделия. Этим способом получают прочные отливки самых разных размеров и форм.

Про другие виды обработки будет рассказано ниже.

Сварка

Сварка также известна человеку издревле, но большинство методов были разработаны в последнее столетие. Сущность сварки заключается в соединении нагретых до температуры пластичности или до температуры плавления кромок двух деталей в единое неразъемное целое.

В зависимости от способа нагрева металла различают несколько групп сварочных технологий:

  • Химическая. Металл нагревают выделяемым в ходе химической реакции теплом. Термитную сварку широко применяют в труднодоступных местах, где невозможно подвести электричество или подтащить газовые баллоны, в том числе под водой.
  • Газовая. Металл в зоне сварки нагревается пламенем газовой горелки. Меняя форму факела, можно осуществлять не только сварку, но и резку металлов.
  • Электросварка. Самый распространенный способ:
    • Дуговая сварка использует для нагрева и расплавления рабочей зоны тепло электрической дуги. Для розжига и поддержание дуги применяют специальные сварочные аппараты. Сварка ведется обсыпными электродами или специальной сварочной проволокой в атмосфере инертных газов.
    • При контактной сварке нагрев осуществляется проходящим через точку соприкосновения соединяемых заготовок сильным электротоком. Различают точечную сварку, при которой детали соединяются в отдельных точках, и роликовую, при которой проводящий ролик катится по поверхности деталей и соединяет их непрерывным швом.

С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

Электрическая обработка

Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

Ультразвуковая обработка металла

К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

Особенности художественной обработки металлов

К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

Способы механической обработки металлов

Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

  • Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.
  • Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.
  • Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.
  • Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.
  • Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

Каждая операция требует своего специального оборудования. В технологическом процессе изготовления детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

Обработка давлением

Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

Обработка с помощью резки

Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

Для раскроя листов металла применяют несколько видов резки:

  • Ручная. Газосварщик с газовой горелкой вырезает куски металла нужного размера и формы. Применяется в небольших мастерских и на опытных производствах.
  • Газовая. Установка газовой резки режет пламенем автоматизированной газовой горелки и позволяет не только быстро произвести раскрой листа, но и разложить вырезанные заготовки по контейнерам для доставки их на сборочные участки
  • Лазерная. Режет металл лазерным лучом. Отличается высокой точностью и малым коэффициентом отходов. Кроме резки, может выполнять операции сварки и гравировки — нанесения на металл не удаляемых надписей.
  • Плазменная. Режет металл факелом высокоионизированного газа — плазмы. Применяется для раскроя листов из твердых и специальных сплавов.
Читать еще:  Инструмент для шлифования металла

В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

Термические виды обработки металлов

Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

Термическая обработка стали

Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

Отжиг

Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

Отжиг снижает твердость стали, но существенно повышает пластичность и ковкость.

Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

Закалка

При закалке заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

Отпуск

Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

Старение

Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

Нормализация

Нормализация проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.

Инструменты для обработки металла. Виды и обзор лучших

Даже элементарную работу по металлу невозможно проводить без использования инструмента. Они могут быть различной конфигурации и для самых разных работ. Все виды инструментов такого типа называют металлорежущими.

Они могут быть ручными и автоматизированными. Но в любом случае обработка такого материала без него невозможна.

Техника изготовления инструментов для работы с металлом

Инструмент в первую очередь должен отвечать высоким требованиям, которые позволяют работать с крепким и прочным материалом. Инструменты для обработки металла изготавливают следующими методами:

  • обжигание;
  • закаливание;
  • ковка с использованием пресса;
  • шлифовка;
  • горячая штамповка стальной закалки;
  • индукционное закаливание;
  • металлизация.

Такие методы необходимы, чтобы придать рабочей поверхности инструмента дополнительную прочность. Полученное оборудование должно иметь отменные режущие свойства, а также повышенную прочность.

Основные разновидности инструментов

Все оборудование для обработки металла разделяется на несколько основных групп, по методу воздействия:

  1. Труборезы. Это группа оборудования, которая предназначена для разрезания труб самой разной толщины и диаметра.
  2. Крейцмесель — необходим для создания канавок в металлических заготовках.
  3. Сверлильная стойка. В ней расположена дрель и есть возможность зафиксировать заготовку.
  4. Для нарезания наружной резьбы используется плашка. К ним изготавливается плашкодержатель.
  5. Угломер. Это измерительный прибор, аналог всем известного транспортира.
  6. Паяльник служит для соединения металлических деталей.
  7. Ручная ножовка по металлу. Предназначена для резки металла, как листового, так и небольших труб.
  8. Ножницы по металлу. Предназначены для резки не слишком прочных листов.
  9. Тиски — необходимы для фиксации заготовки.
  10. Фрезы. Выполняют работу с разными поверхностями и могут быть цилиндрическими, торцовыми, дисковыми, концевыми, а также коническими.

В промышленности и в бытовых условиях применяются все инструменты. Многие из них используются в комплексе.

Где используют такое оборудование?

Инструменты по обработке металла используются в самых разных сферах. В бытовых условиях такой инструмент чаще всего нужен во время ремонта. Многие работы выполняются именно с участием дрели, тисков и других инструментов.

Небольшие мастерские и предприятия, которые занимаются изготовлением небольших деталей и их ремонтом, также не могут обойтись без металлорежущего оборудования. Наибольшей популярностью такие модели пользуются на СТО. Здесь без профессионального оборудования по обработке металла просто не обойтись.

Ну и конечно все виды инструментов, причем в большинстве своем в автоматизированном виде можно встретить в промышленности. Это и самолетостроение, и автомобилестроения, а также самые разные виды производств.

Материалы, для режущих деталей

При изготовлении режущей части инструментов по обработке металла используют наиболее стойкие варианты материалов. К ним относятся:

  1. Твердые сплавы с высоким уровнем износостойкости. Такое оборудование режет в несколько раз больше, чем классическая инструментальная сталь.
  2. Инструментальная сталь. Чаще всего подходит для резки несложных и не особо прочных деталей. Может не подойти для обработки жаропрочных деталей.
  3. Часто режущую часть покрывают минералокерамическими пластинами. Они имеют особый уровень прочности.

Последний материал, несмотря на прочность, отличается низкими показателями по пластичности. Поэтому его используют не так часто.

Производители инструментов оп обработке металла

Есть производители, которые делают уже несколько десятилетий качественное оборудование для металлических заготовок. При этом представлены как отечественные, так и импортные компании.

Отечественные

Наиболее распространено в России оборудование ЗАО «НИР». Для производства оборудования компания применяет сплавы особой твердости. Основные преимущества их продукции:

  • высокая износостойкость;
  • есть возможность быстро сменить инструмент;
  • имеется нанопокрытие;
  • низкие затраты на заточку.

Не отстает по показателям и «Московский инструментальный завод». Изделия уже несколько десятилетий основаны на мировых стандартах. С использованием такого оборудования можно без проблем создать самую нестандартную резьбу, обработать на токарном станке муфту, трубу и любую другую деталь.

Импортные

Зарубежные заводы выпускают качественные инструменты, которые используются по всему миру. Одним из лидеров является израильская компания ISCAR, которая выпускает инструменты для точения, сверления, фрезерования.

Читать еще:  Измерительные инструменты в машиностроении

Для обработки титана, алюминия, нержавеющий стали, чугуна можно использовать крепкий и надежный немецкий инструмент фирмы АРНО.

В пятерку лидеров входит и японская фирма SUMITOMO. Свое оборудование они производят из твердых сплавов, алмазов и с применением CBN. Продукцию используют для токарной и фрезеровальной работы разных уровней сложности.

Различия по размерам

При выборе любого инструмента важно обратить внимание на его размеры. Напильники бывают 6 классов, которые различаются по точности обработки.

Полезно знать. Токарных резцов существует более 20 видов. Они подразделяются на левосторонние и правосторонние.

Плашки или лерки, которыми нарезают резьбу отличаются по системе измерений. Она может быть в миллиметрах или в дюймах.

Заключение

Обработка металла — сложный и многогранный процесс. Он включает в себя: точение, сверление, фрезерование, нарезание резьбы, а также строгание и шлифовку. Но все это невозможно выполнить без определенных инструментов. Они подразделяются на ручные и машинные, в зависимости от типа управления.

К оборудованию, которое может выполнять такие работы, предъявляются особые стандарты. Это должен быть особо прочный материал, способный выдерживать определенную температуру.

Инструменты для обработки металла

Металлические заготовки обрабатывают как в быту, так и на промышленных производствах. Наверняка, каждый из нас сталкивался с заточкой ножей, ножниц и других режущих предметов обихода, все эти процессы проводятся при помощи специальных приспособлений, таких как бруски, точильные круги или мусаты.

В условиях заводов, производящих металлические детали и изделия, эти процессы выполняются не вручную, а при помощи специального оборудования, которое позволяет путем снятия верхнего слоя материала придать ему необходимую форму и размер.

В цехах используются самые различные инструменты для обработки металла, все они имеют между собой некоторое различия, но принцип действия остается одинаковым: при применении некоторой силы режущий элемент снимает верхний слой металла, который превращается в стружку.

Рассмотрим более подробно, какие виды инструментов используются для оборудования агрегатов, и какие функции они выполняют.

Виды металлообрабатывающих инструментов:

Все эти инструменты для обработки металла можно условно поделить условно на два класса: режущие и абразивные. Рассмотрим более подробно каждый класс.

Режущие инструменты для обработки металла

Этот тип инструментов используется для выполнения сквозных или глухих отверстий в металле, нарезания резьбы и выполнения других операций, которые необходимы для придания заготовке необходимой формы и размера. Особенность таких приспособлений заключается в том, что они изготавливаются из очень стойких материалов, прочность которых выше, чем прочность обрабатываемых металлов.

Для изготовления резцов выбирают легированные быстрорежущие и инструментальные стали, а также твердые сплавы. Все инструменты для резки подобны между собой, они имеют форму клина.

Наконечник входит в заготовку после приложения давления, и под воздействием движения начинает снимать ее верхний слой, образовывая и складывая стружку.

Стоит отметить, что во время процесса происходит трение между резцом и заготовкой, во время которого режущий элемент нагревается.

Как известно, некоторые металлы и сплавы могут терять свою прочность при нагревании, именно по этой причине для изготовления инструментов используют закаленные материалы, которые не теряют свою твердость и режущие способности при повышении температуры.

Абразивные инструменты для обработки металла

Эти инструменты для обработки металла отличаются своей формой и конфигурацией, но принцип действия у них точно такой же, как и у предыдущего класса.

Абразивные приспособления используются для шлифовки, полировки и других видов обработки поверхностей заготовок, с целью изменения их размера, степени шероховатости, или подгонки.

Абразивы могут быть связаны между собой, тогда они имеют вид брусков или кругов, которые встраиваются в станки, или используются отдельно.

Также они могут быть пластичными, а именно, наклеенными на мягкую поверхность, например на кожу или ткань. Такими инструментами проще обрабатывать неровные поверхности деталей.

Существуют абразивы с мелкими и крупными кристаллами, каждый из них может быть использован как для черновой, так и для конечной обработки, в зависимости от требований, предъявляемых к готовому изделию.

Какой инструмент более целесообразно использовать в быту и на производствах

Поскольку инструменты для обработки металла могут быть механическими и автоматическими, стоит очень ответственно подходить к их выбору.

В домашних условиях и в условиях небольших частных мастерских целесообразно использовать простые установки, которые не отличаются высокой производительностью, но и не стоят довольно дорого. Такой выбор будет наиболее оптимальным, поскольку он позволит выполнять все процессы в небольших объемах, и не вкладывать при этом изначально крупные суммы в покупку оборудования.

Серийные и массовые производства должны быть оснащены специальными высокопроизводительными агрегатами, которые могут создавать самые точные и сложные детали.

Идеальным вариантом для заводов станут станки, которыми можно управлять при помощи программного обеспечения, такие машины отличаются высокой скоростью выполнения всех задач, функциональностью, отменной производительностью и точностью.

С установками данного типа практически исключается получение бракованной продукции и минимизируется использование человеческого труда. Агрегаты могут работать как самостоятельно, так и в автоматизированной линии, что особенно удобно для масштабных предприятий.

Где узнать о последних новинках в сфере изготовления инструментов для обработки металла

Инновационные решения от ведущих мировых лидеров, которые создают установки, технологии и инструменты для обработки металла, будут представлены на специализированной выставке «Металлообработка».

Международное мероприятие состоится в московском ЦВК «Экспоцентр». Экспонентами станут представители более 1000 отечественных и зарубежных компаний, которые ведут активные научные разработки в сфере металлообработки.

Гости смогут познакомиться с последними техническими достижениями лучших специалистов, и приобрести для себя новейшие агрегаты, которые подойдут для оборудования заводов и частных мастерских.

Материалы для режущих инструментов

Материалы для режущих инструментов.

Твердость материала, из которого изготовлен инструмент, должна превышать твердость обрабатываемого материала. В связи с тем, что на рабочую часть инструмента действуют значительные силы резания, создающие деформации изгиба, инструментальный материал должен обладать прочностью. На твердость и прочность инструментального материала существенное влияние оказывает соотношение легирующих компонентов и углерода, входящих в их состав в виде карбидов. С увеличением количества карбидов и уменьшением их зернистости твердость и износостойкость инструмента повышается, а прочность понижается.

Теплостойкость инструмента определяется температурой, выше которой снижается твердость и возрастает износ.

Износостойкость инструмента характеризуется сопротивляемостью инструмента истиранию под действием сил трения, возникающих в процессах резания.

Теплопроводность инструмента определяется способностью его отводить возникающее в процессах резания тепло от режущих граней инструмента. Чем выше теплопроводность, тем лучше отводится тепло от режущих кромок, благодаря чему повышается стойкость инструмента.

Адгезионная способность инструментального и обрабатываемого материала характеризуется температурой, при которой происходит налипание обрабатываемого материала на режущие грани инструмента. Она зависит от молекулярных сил, развивающихся при высоких температурах и давлениях в точках контакта режущего инструмента с обрабатываемой поверхностью. Чем выше температура налипания обрабатываемого материала на инструмент, тем качественней должен быть материал, из которого инструмент изготовлен.

Читать еще:  Измерительный инструмент классификация

Инструментальные стали.

Инструментальные стали делят на:

Углеродистые инструментальные стали.

Для того, чтобы изготовить режущий инструмент применяют углеродистые стали марки У10А, У11А, У12А и У13А. Буква У означает, что сталь углеродистая инструментальная. Число после буквы указывает, сколько примерно углерода в десятых долях процента содержится в данной стали.

Если в конце названия марки стали есть буква А, то это говорит о том, что сталь относится к группе высококачественных (У10А; У12А).

После закалки и отпуска твердость инструмента из этих сталей составляет HRC 60—64. Однако при нагреве до температуры свыше 220—250°С твердость инструмента резко снижается. Поэтому в настоящее время на токарных станках такой инструмент используется только на работах, связанных с невысокими скоростями резания (некоторые типы метчиков, зенкеров и разверток).

Легированные инструментальные стали.

Легированные инструментальные стали — это такие, в состав которых с целью повышения физико-механических свойств вводятся специальные примеси (легирующие элементы).

При введении хрома, молибдена, вольфрама, ванадия, титана и марганца твердость стали повышается, так как они образуют с углеродом простые или сложные соединения (карбиды), которые обладают высокой твердостью (особенно карбиды вольфрама и ванадия). При этом у стали сохраняется достаточная вязкость. Никель, кобальт, алюминий, медь и кремний, растворяясь в железе, упрочняют сталь.

При соответствующей термообработке инструмент имеет твердость HRC 62—64 и сохраняет ее при нагреве до температуры 250—300°С. Зенкера, развертки, метчики, протяжки изготовляют из сталей марок 9ХС, ХВГ и ХВ5.

Быстрорежущие инструментальные стали.

Быстрорежущие инструментальные стали — это легированные стали со значительным содержанием вольфрама, кобальта, ванадия и молибдена. Они сохраняют полученную после термообработки твердость HRС 62 – 64 при нагреве до температуры 600°, а некоторые марки комплексно легированных сталей сохраняют свою твердость даже при нагреве до температуры 700—720°С.

Эти качества быстрорежущих сталей позволяют увеличивать в процессе обработки скорости резания в два-три раза по сравнению с инструментом, изготовленным из углеродистой и обычной легированной инструментальной стали.

Все марки быстрорежущей стали обозначаются буквой Р (Р9, Р12, Р18), число, проставленное после буквы Р, показывает среднее процентное содержание вольфрама в этой стали.

Широкое применение имеют быстрорежущие стали, содержащие 3—5% молибдена (Р6М3, Р6М5). Эти стали по прочности превосходят сталь Р18, хотя имеют несколько меньшую теплостойкость. Их обычно применяют для инструментов, работающих в условиях тяжелых силовых режимов.

При обработке легированных, жаропрочных и нержавеющих сплавов и сталей эффективно применение быстрорежущих сталей повышенной производительности, в состав которых входит ванадий и кобальт (Р10КФ5, Р18К5Ф2), или комплекснолегированных сталей (марки Р18МЗК25, Р18М7К25 и Р10М5К25). При наличии в стали 10% и более кобальта твердость ее после термообработки составляет 67—68 и сохраняется до температуры нагрева 640 – 720°С.

Быстрорежущие инструментальные стали применяются для изготовления резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков, плашек и другого инструмента. .

Твердые сплавы.

Твердые сплавы состоят из карбидов тугоплавких металлов, которые равномерно распределены в кобальтовой связке. Их изготовляют методом прессования и спекания. Твердые сплавы имеют высокие показатели плотности и твердости, которая не снижается даже при нагреве до 800— 900°С. По составу твердые сплавы разделяются на три группы:

  • вольфрамовые;
  • титановольфрамовые;
  • титанотантало-вольфрамовые.

Основными марками твердого сплава вольфрамовой группы, применяемыми для изготовления режущего инструмента являются ВКЗ, ВКЗМ, ВК4, ВК4М, ВК6 ВК6М ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10. В обозначении марки твердого сплава этой группы буква В обозначает группу, буква К и число, следующее за ней — процентное содержание кобальта, являющегося связывающим металлом. Буква М обозначает, что структура сплава мелкозернистая, а буква В — что она крупнозернистая.

Твердые сплавы титановольфрамовой группы.

Твердые сплавы титановольфрамовой группы состоят из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана, избыточных зерен карбида вольфрама и кобальта, являющегося связкой. Основными марками сплава этой группы являются Т5К10, Т5К12, Т14К8, Т15К6. В обозначении сплавов этой группы число после буквы Т показывает процентное содержание карбида титана, а число после буквы К — содержание кобальта в процентах. Остальное в сплаве — карбиды вольфрама.

Твердые сплавы титанотанталовольфрамовой группы.

Твердые сплавы титанотанталовольфрамовой группы состоят из зерен карбидов титана, тантала, вольфрама и связки, в качестве которой также использован кобальт. Марками этой группы сплавов являются ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8Б и ТТ20К9. В обозначении этой группы сплавов число после букв ТТ показывает содержание карбидов титана и тантала, а число после буквы К — содержание кобальта в процентах.

В зависимости от содержания карбида вольфрама, карбида титана, карбида тантала и кобальта твердые сплавы имеют различные свойства. Чем больше кобальта, тем сплав более вязок и лучше сопротивляется ударной нагрузке. Поэтому для изготовления инструментов, которыми выполняют обдирочные работы, используют сплавы с большим содержанием кобальта. При обработке стали применяют твердые сплавы, содержащие карбид титана, так как на инструмент из этих сплавов стальная стружка меньше налипает.

Вольфрамокобальтовые твердые сплавы.

Согласно ГОСТ 3882 – 74 твердые сплавы группы ВК (вольфрамокобальтовые) рекомендуются для обработки хрупких материалов (чугун, бронза). Сплавы группы ТК (титановольфрамокобальтовые) рекомендуются для обработки вязких материалов (сталь, латунь). Сплавы титанотанталовольфрамовой группы применяются при неблагоприятных условиях работы инструмента с ударными нагрузками, при обработке стальных отливок и поковок.

Минералокерамические материалы.

Минералокерамические материалы для режущего инструмента изготавливают в виде пластинок из окиси алюминия Al2O3 (глинозема) методом прессования под большим давлением с последующим спеканием. Они имеют высокую твердость, температуростойкость (до 1200°С), износостойкость и достаточную прочность на сжатие. К недостаткам этих материалов относится большая хрупкость и малая ударная вязкость. Инструменты, оснащенные минералокерамикой, обычно используются при чистовой обработке при точении с постоянной нагрузкой и в случае отсутствия вибрации.

Синтетические материалы.

Синтетический алмаз характеризуется высокими твердостью и износостойкостью, химически мало активен. Имеет небольшой коэффициент трения и слабую склонность к налипанию стружек обрабатываемого материала. Недостатки алмаза его хрупкость и сравнительно низкая температуростойкость (750—850°). Алмазные резцы применяют для финишной обработки цветных металлов, сплавов и неметаллических материалов.

Кубический нитрид бора (КНБ) — синтетический сверхтвердый материал (эльбор, кубанит, гексанит) состоящий из соединений бора и азота. Твердость его несколько ниже твердости алмаза, но температуростойкость значительно выше (1200 – 1300°С). Он химически инертен к материалам, содержащим углерод, поэтому при обработке сталей и чугунов его износостойкость значительно выше износостойкости алмазов. Вставками из КНБ оснащаются токарные резцы для обработки закаленной стали и высокопрочных чугунов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×