allr.genskov.ru



Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика

Сортировать: по оценкам | по дате
13.12.17
[2]
переходы:3
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
разверток, сверл и др.), применяемые при чистовом обработке на средних режимах резания вязких аустенитных сталей, а также материалов, которые имеют абразивные свойства. Изготовление сверл методами пластической деформации
Твердые сплавы - это сплавы на основе тугоплавких соединений (преимущественно карбидов), имеющих высокую твердость, теплостойкость и устойчивость против износа. Кроме того, они отличаются также большой корозиестийкистю, сохраняют высокие режущие свойства в широком диапазоне температур, но уступают инструментальными сталями по прочности на изгиб и хрупкие. По способу производства твердые сплавы разделяют на испеченные и литые.
Испеченные твердые сплавы изготовляют методами порошковые металлургии из тонких порошков карбидов тугоплавких металлов (вольфрама, титана и тантала) и связующего металла (кобальта) по технологии, напоминающей изготовления керамических изделий, и поэтому их еще называют металлокерамическими. Смесь, приготовленную в определенной пропорции из таких компонентов, тщательно перемешивают, прессуют в пресс-формах и спекают при температуре 1400 ° С - 1500 ° С. Полученные пластинки шлифуют и припаивают к держателей инструментов или крепят механическим способом. Твердость такого инструмента достигает NRA 80 - 90, а теплостойкость - 900 ° С - 1100 ° С.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...okeramika?page=7


13.12.17
[1]
переходы:4
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
Титановольфрамови сплавы состоят из карбидов вольфрама и титана, сцементированных кобальтом (Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10 и др.). Цифра после буквы Т означает содержание карбида титана, а после К - содержание кобальта, остальное - карбид вольфрама. Инструменты, изготовленные из титановольфрамових сплавов, применяемых для обработки конструкционных и легированных сталей обычной обрабатываемости.
Титанотанталовольфрамови сплавы состоят из карбида титана, карбида тантала, карбида вольфрама, сцементированных кобальтом (ТТ7К12, ТТ7К15, ТТ20К9 и др.). Цифра после букв ТТ означает содержание в сумме карбида титана и тантала, а после К - содержание кобальта, остальное - карбид вольфрама.
Титанотанталовольфрамови сплавы по сравнению с титановольфрамовимы имеют меньшую теплостойкость но большую прочность. Их используют для черновой обработки с ударами сталей с загрязненной коркой, а также и чугунов.
Минералокерамични материалы получают из порошка окиси алюминия (Аl2О3) методом прессования с последующим спеканием при температуре 1750º С. После этого изготовлении пластинки нужных размеров и формы закрепляют на державках режущего инструмента. По сравнению с быстрорежущей стали и твердыми сплавами минералокерамични материалы имеют более высокие режущие свойства, высокую теплостойкость (до 1200º С) и устойчивость против износа, а также дешевле.
Основными недостатками минералокерамики большая хрупкость и низкая прочность, что ограничивает область их применения. Поэтому минералокерамични материалы применяют для получист и чистовой обработки сталей, чугунов и цветных металлов. Наиболее широкое применение получила минералокерамика марок ЦМ-332 и ВОК-60, которые имеют высокие режущие свойства. С целью повышения режущих свойств минералокерамики в процессе спекания добавляют карбиды молибдена, вольфрама и титана. Такие материалы называют КЕРМЕТ. Их применяют для обработки ковкой и видбичених чугунов, труднообрабатываемых сталей и сплавов.
Абразивные материалы - это мелкозернистые вещества высокой твердости, которые используются для изготовления абразивных инструментов (шлифовальных кругов, сегментов, брусков и т. П.). Абразивные материалы являются природные и искусственные. Природные абразивные материалы (кварцевый песок, корунд, наждак) применяются ограниченно из-за неоднородности их свойств
Электрокорунд - это кристаллический оксид алюминия (Аl2О3), который добывают из глинозема плавлением в электропечах. Промышленность выпускает электрокорунд нормальный (обозначают блитерою Е) содержание окиси алюминия 92.. . 95%; электрокорунд белый (ЭБ) с содержанием окиси алюминия 98.. . 99%; Электрокорунд хромистый (ЕХ), который наряду с окисью алюминия содержит до 2% окиси хрома; Электрокорунд титанистый (ЭТ), в котором, кроме окиси алюминия, содержится окись титана и электрокорунд циркониевый. С увеличением содержания окиси алюминия повышается твердость и вязкость электрокорунда, поэтому из него в основном изготавливают инструменты для закаленной и термически необработанной стали, высокопрочного чугуна, бронзы и др.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...keramika?page=10


13.12.17
[1]
переходы:3
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
общего объема, или металлы - алюминий, железо, никель и др. В зависимости от химического состава их разделяют на две группы: керамика и керметы.
Оксидная (белая) керамика состоит из оксида алюминия (99%) и небольшого количества оксида магния или других элементов. Способ изготовления керамических пластин марок ЦМ-332 и ВО-13 - холодное прессование с последующим спеканием. Пластины из керамики ВШ-75 изготавливают более трудоемким способом - горячим прессованием. Несмотря на высокую твердость (НКА 90 - 93) и теплостойкость (1100 ° С - 1300 ° С), оксидная керамика имеет существенный недостаток - небольшое прочность и низкую вязкость. Поэтому пластины с нее наиболее целесообразно применять для токарной обработки стали и чугуна при чистовом точении с высокими скоростями резания.
Оксидно-карбидная (черная, смешанная) керамика состоит из оксида алюминия и карбида титана (ВОК-60, В-3 и др.) Или оксида алюминия и нитрида титана (ОНТ-20). Пластины с такой керамики получают методом горячего прессования и применяют для чистовой обработки закаленных конструкционных сталей, серых и легированных чугунов, а также сплавов на основе меди и никеля.
Материалы, в которых в качестве керамической фазы служат оксиды, карбиды, бориды и нитриды тугоплавких металлов, а связкой - металлы группы железа или тугоплавкие металлы, называют КЕРМЕТ. Например, наиболее распространены карбиднохромови керметы КХН-ИО, КХН-15. . . КХН-40 содержат от 10 до 40% никеля, остальное - карбид хрома Cr3C2. От керамики они отличаются несколько повышенными прочностными характеристиками, меньшей хрупкостью и склонностью к возникновению трещин. Благодаря большой устойчивости против износа с. них изготавливают штампы, фильеры, матрицы для протяжки черных и цветных металлов методом холодной деформации, пресс-формы для прессования изделий из порошков.
Так, с керметов на основе карбида хрома, имеют высокую коррзиестийкисть, изготавливают детали насосов для перекачки кислот, сопла для агрессивных жидкостей и газов, клапаны нефтяных скважин. Керметы на основе оксидов, несмотря на наличие в них металлов, обладают высокой огнеупорностью. Так, для плавления химически активных металлов применяют материалы на основе двуокиси циркония с титаном или цирконием, а для того, разливочных желобов литейных машин - на основе окиси алюминия с хромом. В электронике керметы применяют для изготовления термоэлектронных катодов, а в ядерной технике - защитной арматуры, регулирующих и аварийных стержней, элементов выделение тепла. Область применения минералокерамичних материалов постоянно расширяется, а технология производства совершенствуется.
Металлокерамические твердые сплавы, минералокерамични материалы и абразивы изготавливают прессованием с последующим спеканием при температуре 1500. . 1900º С порошков кобальта и карбидов вольфрама, титана и тантала.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...okeramika?page=9


13.12.17
[1]
переходы:4
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
Порошковые быстрорежущие стали марок Р6М5К5П, Р9М4К8П, Р12Ф2К8МЗП и Р6М5ФЗК8П рекомендуется применять для режущих инструментов (резцов, фрез, сверл) при обработке труднообрабатываемых материалов - жаропрочных, титановых сплавов, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов. Наибольшая эффективность порошковых быстрорежущих сталей обеспечивается на инструментах большого сечения (диаметром 50 мм и более, поскольку карбидная неоднородность для таких сечений в инструментах из обычных сталей соответствует пятому балла и выше по ГОСТ 19265-75), а также на складноризальних инструментах, при изготовление которых
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...okeramika?page=4


13.12.17
[1]
переходы:3
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
Переход на высокие режимы резания, автоматизация обработки и дефицит дорогого вольфрама обусловили необходимость совершенствования состава и свойств быстрорежущих сталей, способов их производства и улучшение технологии термической обработки. В последние годы значительно возросло применение маловольфрамових, молибденовых и кобальтомолибденових быстрорежущих сталей.
Стандартами предусматривается выпуск 14 марок быстрорежущих сталей и около 20 марок их выпускается по техническим условиям. С целью улучшения технологических харакеристик (твердости, теплостойкости, устойчивости против износа, вязкости и др.) Быстрорежущие стали дополнительно легуються кобальтом, цирконием, гафнием, танталом, азотом, кальцием, карбидом ванадия и т. Д. Физико-механические свойства некоторых быстрорежущих сталей приведены в табл. 1.
С целью измельчения карбидов вольфрамомолибденови стали дополнительно легуються редкоземельными элементами - цирконием, гафнием, танталом и другими. Это позволяет повысить устойчивость сталей против износа и шлифованисть. Легирования сталей кремнием, который измельчает карбиды, увеличивает устойчивость инструментов и снижает температуру закалки. Разработан теплостойкие стали, легированные азотом и кальцием, с повышенной твердостью и технологической пластичностью.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...i_metalokeramika


13.12.17
[1]
переходы:3
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
При точении стали 45ХН устойчивость резцов с порошковой стали Р18П в 3 раза выше устойчивость резцов из стали Р18, а из стали Р9Ф5П в 1,5 раза выше, чем из стали Р9Ф5. Такие же результаты получены при прерывистом точении стали Э893. В случае прерывистого точения закаленных высокопрочных сталей sв = 1 250 МПа) устойчивость резцы из стали Р6М5П, изготовленной способом порошковой металлургии, в 1,5 раза выше устойчивость резцов из обычной стали того же состава.
На многих предприятиях машиностроения широко применяются инструменты, изготовленные из прогрессивных материалов. Так, в производственном объединении "Невский завод" фрезерования лопаток с жаропрочного сплава ХМ65ВМТЮ Торцово-цилиндрическими фрезами, изготовленными из порошковой быстрорежущей стали, дало следующие результаты: при использовании фрез с быстрорежущей стали ASP 30 их устойчивость в полтора раза выше устойчивость фрез с стали Р6М5К5, и примерно в 5 раз выше устойчивость фрез из стали Р18, а устойчивость фрез с порошковой быстрорежущей стали Р6М5ФЗМП в полтора раза выше устойчивость фрез из стали Р18. Внедрение в производство фрез из порошковых сталей Р6М5К5МП и Р6М5ФЗМП при фрезеровании лопаток из сталей 13Х11М2В2МФ и 15Х11МФ в производственном объединении "Турболопатка" обеспечило повышение стойкости инструментов в два-три раза по сравнению с применением обычных быстрорежущих сталей Р18 и Р6АМ5.
Применение сложнопрофильных инструментов (профильных фрез для обработки пазов в роторах низкого давления турбины К-1000) с порошковой быстрорежущей стали Р6М5ФЗЗМП вместо стали Р18 позволило повысить устойчивость в 1,5-2 раза (скорость резки 22 м / мин, подача 0,04 мм / зуб). Внедрение обработки высокоуглеродистых сталей комплектом профильных фрез с быстрорежущей стали Р6М5ФЗМП (скорость резки 27,3 м / мин, подача 0,05 мм / зуб, глубина резания 22 мм) обеспечило повышение устойчивости в 1,6 раза.
По режущими свойствами порошковые стали занимают промежуточное положение между обычными быстрорежущей стали и твердыми сплавами и рекомендуются для изготовления инструментов, предназначенных для обработки титановых сплавов, высоколегированных сталей и других труднообрабатываемых материалов в напряженных условиях обработки, в том числе и для прерывистого резания с ударными нагрузками и резки на повышенных скоростях.
Порошковые быстрорежущие стали пока в два-три раза дороже такие же стали, полученные металлургическим способом, однако их применение дает экономический эффект в среднем 13-15%. Это объясняется значительными технико-экономическими преимуществами порошковых сталей
Дефицитность вольфрама и его высокая стоимость заставляют искать пути его замены, уменьшение содержания, регенерации.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...okeramika?page=5


13.12.17
[1]
переходы:3
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
Сверхтвердые материалы. К ним относят алмазы и материалы на основе кубического нитрида бора. Для изготовления режущих инструментов используют природные (А) и синтетические (АС) алмазы. Исходным сырьем для изготовления синтетических алмазов является графит. Процесс преобразования графита в алмаз происходит при очень большом давления и температуры. Синтетические алмазы применяют для изготовления шлифовальных инструментов. Природные алмазы используют для изготовления резцов и шлифовальных инструментов.
По сравнению с предыдущими инструментальными материалами алмаз является твердый. Однако прочность алмаза невелика. Он обладает высокой устойчивостью против износа, не теряет своих режущих свойств при температуре до 800º С. Алмазные инструменты характеризуются высокой производительностью и эффективно применяются для обработки твердых сплавов, цветных металлов и их сплавов, а также пластмасс. Недостатком алмаза является его значительная хрупкость.
В последнее время широко применяется синтетический сверхтвердых материалов на основе кубического нитрида бора (КНБ). По твердости он близок к синтетических алмазов, но не теряет своих режущих свойств при температуре до 1600º С, поэтому его используют как абразивный инструмент для обработки высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов, обеспечивает необходимое качество обработки и экономичность при высокой стоимости самого инструмента.
На основе нитрида бора был создан ряд инструментальных материалов, которые называют композиционными (композиты). Среди них широкое применение нашли композит 01 (эльбора-Р), композит 10 (гексанит-Р) и композит 05. Использование сверхтвердых материалов способствует во многих случаях замене шлифовки точением и фрезерованием.
Конструкционные металлокерамические материалы получают методами формирования порошковых масс тугоплавких соединений, с последующим их обжигом, Материалом для изготовления МЕТАЛЛОКЕРАМИК служат соединения металлов IV-VI групп периодической системы с неметаллами (карбиды, нитриды, оксиды, бориды и др.).
Вместе с соединениями металлов с неметаллами для конструкционных керамик используют и тугоплавкие соединения неметаллических элементов, например нитриды и карбиды кремния (Si3N4, SiC и др.).
Все конструкционные керамики применяют, прежде всего, как високожаромицни и жаропрочные материалы. Так, керамики на основе соединений кремния являются легкими износостойкими материалами, используемыми в двигателях внутреннего сгорания, работающих при температурах до 1500 ° С (Si3N4) или даже до 1800 ° С (SiC). Из этих материалов изготавливают головки блоков цилиндра, поршни и другие детали.
В Японии в последние годы освоен новый вид конструкционных материалов, так называемая «гибкая керамика», используемый также в двигателях внутреннего сгорания.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...keramika?page=11


13.12.17
[1]
переходы:3
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
сплав ВК - вольфрамовая, Т - титановольфрамова, ТТ - титанотанталовольфрамова. Цифры после буквы К указывают на "содержание кобальта в сплаве, после буквы Т - на содержание карбида титана, а после букв ТТ - на суммарное содержание карбидов титана и тантала, остальные - на карбид вольфрама. Например, сплав ВК3 содержит 3% кобальта и 97 % карбида вольфрама; сплав Т15К6 содержит 6% кобальта, 15% карбида титана и 79% карбида вольфрама; сплав ТТ10К8-Б содержит 8% кобальта, 3% карбида титана, 7% карбида тантала и 82% карбида вольфрама.
Буквы, стоящие после цифр в конце марок сплавов, характеризует зернистость карбидной составляющей М - мелкозернистая (размер зерен 1 - 2 мкм), ОМ - особливодрибнозерниста (размер зерен до 1 мкм), В, ВК и КС - крупнозернистая (размер зерен 2 - 5 мкм) с различными свойствами исходного карбида вольфрама.
От состава и зернистости сплава зависят его механические и эксплуатационные свойства. Чем меньше содержание кобальта в сплаве ВК и мелкие карбидные частицы, тем выше устойчивость против износа, но меньше прочность и сопротивляемость к ударам. Сплавы ВК, и особенно ВК3-М, которые имеют наибольшую устойчивость против износа, допускают высокие скорости резания при обработке чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов. Сплавы этой группы с содержанием кобальта 10% и более, имеют высокую прочность и ударную вязкость, применяют дня изготовления быстроизнашеваемых деталей машин, приборов и устройств, матриц и волок, твердосплавных штампов и других изделий, работающих в условиях ударных нагрузок.
По сравнению со сплавами группы ВК двокарбидни сплавы группы ТК имеют большую устойчивость против износа при несколько меньших значениях прочности, их основные свойства определяются содержанием карбида титана: при росте его содержания снижается прочность на изгиб, а твердость и стойкость против износа увеличиваются
Трикарбидни сплавы группы ТТК, наряду с повышенной эксплуатационной прочностью и высокой стойкостью против износа, имеют повышенную вязкость и хорошо противодействуют вибрациям поэтому они пригодны для эксплуатации при наиболее жестких режимах обработки в условиях ударных нагрузок, их применяют при обработке резанием труднообрабатываемых материалов, в том числе жаропрочных сталей и сплавов.
Литые твердые сплавы изготовляют в виде специальных электродов и применяют для наплавки (наваривания) устойчивого против срабатывания слоя на поверхности новых или изношенных деталей и инструментов, штампов, ножей для резки металла, деталей сельскохозяйственных машин, центров токарных станков, буровых долот и др. К литых сплавов принадлежат Стеллит В2К и В3К - сплавы на основе вольфрама, хрома и кобальта, Сормайт № 1 и №2 - высокоуглеродистой сплавы на зализохромовий основе, литой карбид вольфрама - литой. Наплавки осуществляют с помощью ацетиленокисневого пламени или электрической дуги. Кроме того, на заводах сельскохозяйственного машиностроения широко применяют порошковые твердые сплавы, которые наносятся на поверхность изделий способом индукционной наплавки.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...okeramika?page=8


13.12.17
[1]
переходы:4
Быстрорежущие стали. Твердые сплавы и металлокерамика
такого состава,%: С-1,1; Мо-5,5; Сr-4; V-1,5; Се-0,05. Она имеет широкий интервал температур, допустимых для закалки (1140-1180 ° С), твердость после термообработки HRC 64-66, прочность на изгиб aн = 3400.. . 4 000 МПа. Сталь отличается высокой ударной вязкостью (aн = 0,45... 0,60 МДж / м2) и теплостойкостью (620 ° С). По технологическим свойствам сталь 11М5Ф превышает сталь Р6М5; она лучше обрабатывается резанием, меньше подвержена обезуглероживания, окисления, удовлетворительно шлифуется.
Сталь 11М5Ф рекомендуется применять для обработки углеродистых и низколегированных сталей, медных и алюминиевых сплавов. Лабораторные исследования показали, что устойчивость концевых фрез из стали 11М5Ф при обработке меди М2 меньше на 19% за стойкость фрез с вольфрамовой стали Р6М5; при фрезеровании стали 35 меньше на 15%, а стали 20X13 - на 9%.
Основным способом изготовления инструментов с быстрорежущих сталей является использование сборных конструкций: рабочая часть - из быстрорежущей стали, корпус (державка, хвостовик) - с конструкционной стали
Способы их соединения разные (сварка, сборка и т.д.). Предлагается новая методика изготовления и восстановления инструментов с быстрорежущих сталей -плазмовим наплавкой порошковой быстрорежущей стали (например 10Р6М5, Р10Ф1К8М6) на основу из конструкционной стали 45 или 50ХФА. Выполнение плазменной наплавки в автоматическом режиме на специализированном станке, разработанном в институте электросварных им. Е. О. Патона НАН Украины, позволяет уменьшить расход быстрорежущей стали в 5-10 раз. Такой метод на инструментальных заводах Украины может сохранить значительное количество быстрорежущих сталей. Самым эффективным является изготовление и восстановление методом плазменной наплавки биметаллических фрез, разверток, протяжек, метчиков и других многолезвийного инструментов.
ru | allref.com.ua/uk/skachaty/SHvidk...okeramika?page=6