Презентация на тему Лекция 12

материалы

Наиболее распространенная группа инструментальных материалов – инструментальные стали –

предназначены для изготовления инструментов 4-х групп:
режущих
измерительных
штампов холодного и горячего деформирования (служат для деформирования металла в холодном или горячем состоянии)

Инструментальные материалы

способность сохранять высокую твердость при повышенных температурах или красностойкость.
Инструментальные

материалы

ПРОКАЛИВАЕМОСТИ
Это углеродистые или легированные стали с малым процентом легирующих

компонентов. Марки их мы уже проходили –У7,У8,У9,У10 ,У11,У12,У13
Х05,Х06,65ХФ, 85ХФ
При конструировании инструмента необходимо избегать острых углов, резких переходов.
Все стали данной группы закаливаются в воде

Инструментальные материалы

– обладают высокой твердостью, хорошо шлифуются, дешевы и недефицитны.
Из

сталей марок У7, У8А изготавливают инструмент для работы по дереву и инструмент ударного действия, когда требуется повышенная вязкость – пуансоны, зубила, штампы, молотки.
Стали марок У9…У12 обладают более высокой твердостью и износостойкостью – используются для изготовления сверл, метчиков, фрез.
Сталь У13 обладает максимальной твердостью, используется для изготовления напильников, граверного инструмента.
Для снижения твердости и создания благоприятной структуры, все инструментальные стали до изготовления инструмента подвергают отжигу.

Углеродистые инструментальные стали

которого цементит вторичный приобретает зернистую форму. Регулируя скорость охлаждения

можно получить любой размер зерен.
Окончательная термическая обработка – закалка с последующим отпуском.
Закалку для доэвтектоидных сталей проводят полную, а для заэвтектоидных – неполную. Структура закаленных сталей или мартенсит, или мартенсит и карбиды.

Углеродистые инструментальные стали

для инструмента.
Для инструментов ударного действия, требующих повышенной вязкости, из

сталей У7, У8 отпуск проводят при температуре 280…300oС, что обеспечивает твердость HRC 56…58.
Для напильников, метчиков, плашек отпуск проводят при температуре 150…200oС, при этом обеспечивается получение максимальной твердости — НRC 62…64.

Углеродистые инструментальные стали

прокаливаемость (5…10 мм), низкая теплостойкость (до 200oС), то есть

инструменты могут работать только при невысоких скоростях резания.

Углеродистые инструментальные стали

инструмент закаливают в масле, поэтому он может иметь более

сложную форму, уменьшается опасность возникновения трещин при закалке.
Это стали марок:
Х -850°/200° 64-61 НRСэ
9ХС – 800°/150° 65-65НRСэ
ХГСВФ –800°\180° 63-61 НRСэ
ХГ-800о\150° 63-61 НRСэ
ХВГ – 800о\150° 65-62 НRСэ
ХВ5-800/150° 65-62НRСэ
Однако эти стали не обладают теплостойкостью, она у них составляет 250°С

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ ПОВЫШЕННОЙ ПРОКАЛИВАЕМОСТИ

высоких скоростях резания.
Это сталь, в отличие от других сталей,

обладают высокой красностойкостью, т.е. способностью сохранять мартенситную структуру, а соответственно и твердость при температуре 500-600°С. У ранее рассматриваемых сталей твердость начинает падать при температуре 200о, так как мартенсит распадается на феррито-цементитную смесь.

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ

скорости резания и 10-30 раз увеличивает стойкость инструмента
Основной легирующий

элемент, обеспечивающий красностойкость стали – это вольфрам и его химический аналог – молибден, а также хром, в таком количестве, при котором они связывают почти весь углерод в специальные карбиды. Теплостойкость увеличивается в присутствии кобальта и ванадия.

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ

Р6М5

Р9Ф5 Р9К5 Р10К5Ф5
Р9 Р6М3 Р14Ф4 Р9К10

Быстрорежущие стали относятся к ледебуритному карбидному классу
Состав стали Р18 : 18 % вольфрама, 4 % хрома, 1 % углерода 1 % ванадия

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ

ледебурит, располагающаяся по границам зерен.
В отожженном состоянии - легированный

феррит + карбиды.
В деформированном состоянии – эвтектика дробится и равномерно распределяются карбиды.
После отжига (860-880°) – для улучшения обрабатываемости стали – структура – сорбитообразный перлит.

Для придания стали теплостойкости инструменты подвергают закалке и многократному отпуску.

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ

закалки – 1210-1230°С для стали марки Р6М5

Высокая температура закалки

- для более полного растворения вторичных карбидов и получения аустенита, легированного хромом, молибденом, вольфрамом и ванадием. при закалке аустенит переходит в мартенсит, охлаждающая среда – масло.

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ

и остаточный аустенит. (25-30% Аост.)
Остаточный аустенит понижает режущие свойства

и поэтому присутствие его в режущем инструменте – не допустимо. Поэтому инструмент после закалки подвергают трехкратному отпуску при температуре 560°С. при этом остаточный аустенит переходит в мартенсит и увеличивает твердость стали.

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ

– чтобы не было окалины
Высокая температура – чтобы измельчить

карбиды
При охлаждении на воздухе – фиксируются аустенитное поле и карбиды

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ

всего предусмотрено 14 марок .Данные стали дефицитны и дороги

за счет вольфрама, поэтому разрабатываются безвольфрамовые быстрорежущие стали.

БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ

хромистые стали
Х, ХВГ,12Х1, ШХ15
Их подвергают закалке в масле с

возможно более низкой температуры – 840-850° -чтобы не было остаточного аустенита, который при переходе в мартенсит вызывает небольшое изменение объема и линейных размеров.
После закалке ведется отпуск или старение и дальнейшая обработка холод

СТАЛИ ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

с вязкостью
теплостойкостью
Это стали следующих марок :
Х12Ф1
Х12М высокохромистые стали ледебуритного

класса,
Недостаток - трудность обработки резанием
Лучшие в этом плане –Х6ВФ , 7ХГ2ВМ

ШТАМПОВЫЕ СТАЛИ ХОЛОДНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

температурах
окалиностойкость и разгаростойкость ( выдерживать многократные нагревы и охлаждения

без образования разгарочных трещин)
высокая износостойкость и теплостойкость
хорошую прокаливаемость (штампы имеют большие размеры)
Марки сталей 5ХНМ, 5ХГМ
4Х5В2ФС
3Х2В8Ф

ШТАМПОВЫЕ СТАЛИ ДЛЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В ГОРЯЧЕМ СОСТОЯНИИ

и состоящие из карбидов тугоплавких металлов- вольфрама, титана, тантала

и сцементированных ( связанных) кобальтом.
Инструмент, оснащенный твердым сплавом может работать с более высокими скоростями резания.

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

смешивают со связкой – кобальт, прессуют, придавая им заданную

форму и спекают при высоких (1500-2000°С). Поэтому названы – металлокерамические.
Твердость их очень велика, они не подвергаются механической обработке, только шлифуют. Из твердого сплава изготавливают пластинки, которые затем крепят на державку инструмента.
При высокой твердости сплав обладает повышенной хрупкостью и при работе с ударами может выкрашиваться.

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

800оС
ТИТАНО-ВОЛЬФРАМОВЫЕ –Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10
Теплостойкость их 900-1000оС
ТИТАНО-ТАНТАЛО-ВОЛЬФРАМОВЫЕ - ТТ7К10,

ТТ8К6, ТТ10К8
они отличаются большей прочностью и лучшей сопротивляемостью вибрациям и выкрашиванию.

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

раз выше твердости карбидов вольфрама и в 8 раз

выше быстрорежущей стали.

СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

алмазы используются в качестве инструментальных материалов.
Основное количество алмазов используется

в виде алмазного порошка для изготовления алмазно-абразивного инструмента – шлифовальных кругов, притиров, хонов, надфилей и др., для обработки особо твердых металлов и горных пород. Большое значение имеют заточные круги для твердосплавного инструмента, это увеличивает производительность труда и срок службы инструмента. Повышение стойкости твердосплавного инструмента обеспечивается высокой чистотой (отсутствие зазубрин, мелких трещин) лезвия инструмента.

СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

бакелитовой или металлической связкой.
Также изготавливают алмазные резцы (для обработки

корпусов часов), фильеры (для волочения проволоки из высокотвердых и драгоценных металлов) и др.
 Алмазным инструментом обрабатывают цветные материалы и их сплавы, пластмассы, керамику.
Преимущества имеют синтетические алмазы они обладают меньшей хрупкостью и стоимостью.

СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ