Новые инструментальные материалы

•Порошковые быстрорежущие стали

•Высоколегированные сплавы системы Fe—Co—W—Mo с интерметаллидным упрочнением

•Карбидостали

Порошковая технология

Исходная шихта, состоящая из порошка или тонко измельченной стружки быстрорежущей стали, подвергается холодной формовке и последующему твердофазному спеканию заготовок.

Спекание производят при 1180 °С в вакууме в течение 3–5 ч. Для уменьшения пористости заготовки подвергают горячей штамповке или прессованию. После этого заготовки подвергаются полному отжигу в защитной среде. Твердость после отжига составляет 269–285 НВ в зависимости от марки стали

Применение порошковых быстрорежущих сталей для изготовления инструмента не отличается от полученных по традиционной технологии.

примеры применения порошковой быстрорежущей стали (ГОСТ 28393–89)

примеры применения порошковой быстрорежущей стали (ГОСТ 28393–89)

Высоколегированные сплавы с интерметаллидным упрочнением

Структура сталей с карбидным упрочнением (стали типа «Р») примерно одинакова для всех групп. После окончательной термообработки (закалка + отпуск) их структура состоит из мартенсита с выделением дисперсных частиц легированных карбидов в основном типа М₆С и МС. Такая структура обеспечивает теплостойкость инструмента до 600–640 °С.

Наиболее высокую теплостойкость (до 700–720 °С) имеют высоколегированные сплавы системы Fe—Co—W—Mo с интерметаллидным упрочнением (марки В4М12К23 и В11М7К23). После окончательной термообработки структура этих сплавов состоит из безуглеродистого (или малоуглеродистого) мартенсита с невысокой твердостью (30–40 HRCэ) и мелкодисперсных интерметаллидов (Fe,Co)₇(W,Mo)₆, Fe₃W₂(Fe₃Mo₂), (Fe,Co,Ni)₇(W,Mo)₆.

Высокие твердость (HRCэ 68–70) и теплостойкость (720 °С) обеспечиваются:

а) более высокими температурами (900–950 °С) начала фазовых превращений, что на 100 °С выше, чем у стали с карбидным упрочнением;

б) большими количествами упрочняющих фаз, отличающихся высокой дисперсностью (до 2–3 мкм) и равномерностью распределения в основной матрице

Марки и химический состав (масс. %) высоколегированных сплавов с интерметаллидным упрочнением

Карбидостали

Это материалы, состоящие из легированной матрицы и карбидов с массовой долей от 20 до 70 % (преимущественно карбид титана).

В настоящее время разработаны карбидостали инструментального назначения, содержащие около 30 об. % карбидов или карбонитридов титана, равномерно распределенных в матрице из инструментальной стали. Компактирование их осуществляется методами горячего изостатического прессования и экструзии при температурах твердофазного спекания, не превышающих 1180 °С

Карбидостали после закалки и отпуска обладают высокой твердостью

(HRA 86–88) и износостойкостью.

По комплексу свойств они занимают промежуточное положение между твердыми сплавами и быстрорежущими сталями.

Применяются для изготовления режущего инструмента (протяжки, концевые фрезы и др.), а также штампового инструмента.

Режимы термической обработки и основные свойства карбидосталей

Резцы

Определение

Резец – это однолезвийный инструмент для обработки с поступательным или вращательным главным движением резания и возможностью движения подачи в любом направлении

Классификация резцов

В зависимости от вида станка и рода выполняемой работы применяют резцы различных типов, отличающихся по назначению, форме, конструкции и размерам.

Резцы классифицируются: по направлению подачи - на правые и левые (правые резцы на токарном стане работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к передней бабке станка); по конструкции головки - на прямые, отогнутые, изогнутые и оттянутые

Токарные резцы для различных видов обработки

lа - наружное обтачивание проходным отогнутым резцом,

lб - наружное обтачивание прямым проходным резцом,

lв - обтачивание с подрезанием уступа под прямым углом,

lг - прорезание канавки,

lд - обтачивание радиусной галтели,

lе - растачивание отверстия,

lж, з, и - нарезание резьбы наружной, внутренней и специальной

По виду обработки

Проходные для обработки наружных цилиндрических поверхностей, Проходные резцы могут быть прямыми и отогнутыми. Отогнутые резцы получили широкое распространение из-за их универсальности, позволяющей вести обработку не только цилиндрических, но и торцовых поверхностей с поперечной подачей

Проходные упорные резцы имеют угол в плане j = 90°, их применяют при обтачивании ступенчатых валиков и при обработке нежестких деталей.

lПодрезные предназначены для обработку торцовых поверхностей, перпендикулярных оси вращения детали, эти резцы работают с поперечной подачей.

lРасточные предназначены для обработки отверстий.

lОтрезные — для отрезки заготовок или обработанных из прутка деталей.

lДлина рабочей части такого резца должна быть больше радиуса отрезаемой детали

lДля получения торца отрезаемой заготовки без бобышки применяют заточку отрезного резца с углом j = 75-80°

lРезьбонарезные предназначены для нарезания резьбы.

lРезцы для контурного точения обеспечивают возможность обработки тел вращения с фасонной образующей на станках с копировальными устройствами и станках с ЧПУ. Эти резцы имеют увеличенные вспомогательные углы в плане

lФасонныерезцы предназначены для обработки деталей сложного профиля на токарных, револьверных станках, автоматах и полуавтоматах.

lПо характеру обработки: черновые, чистовые, для тонкого точения

lПо установке относительно детали: радиальные, тангенциальные.

lПо направлению подачи: правые, левые.

lПо конструкции головки: прямые, отогнутые, изогнутые, оттянутые.

lПо сечению корпуса' прямоугольные, квадратные, круглые.

lПо конструкции: цельные, составные, сборные.

lПо материалу рабочей части: из инструментальных сталей, из твердого сплава, из керамических материалов, из алмаза, из сверхтвердых синтетических материалов.