Свойства инструментальных материалов

Свойства:

- твердость;

- прочность;

- температуростойкость;

- теплопроводность;

- коэффициент трения;

- износостойкость (интенсивность изнашивания);

1. Твердость.

HRC 63-65 – низколегированная инструментальная сталь (обрабатывает конструкционный материал с HRC менее 35).

HRA 67-93 – твердые сплавы и минералокерамика (обрабатывает конструкционный материал с HRC менее 50).

HV 60000-80000 МПа – алмазы (позволяет обработку даже твердых сплавов).

Твердость инструментального материала должна быть примерно в два раза больше твердости обрабатываемого.

Связь прочности и твердости обрабатываемого материала:

углеродистая сталь: К=0,27

низколегированная: К=0,31

высоколегированная: К=0,41

2. Прочность.

На режущую часть действуют силы до 10кН. Под действием таких сил в материале режущего инструмента возникают большие внутренние напряжения. Чтобы они не привели к разрушению, инструментальные материалы должны быть достаточно прочными.

Наилучшими прочностными характеристиками обладают инструментальные стали.

В порядке убывания прочностных свойств:

- инструментальные стали;

- твердые сплавы (ТС);

- минералокерамика;

- сверхтвердые материалы (СТМ); (низкая прочность на изгиб: );

Все эти материалы, кроме сталей, имеют низкие значения , что не позволяет вести резание на растянутом волокне.

3. Температуростойкость.

- температура красностойкости (за ее пределы заходить нельзя, инструмент «сгорает»).

- инструментальные стали (~220 у стали У10А);

- быстрорез;

- твердый сплав;

- минералокерамика;

- сверхтвердые материалы;

4. Теплопроводность.

Улучшение теплопроводности инструментального материала – один из способов повысить ресурса РИ. Теплопроводность – свойство материала «откачивать» тепло.

Теплопроводность меняется в зависимости от температуры металла.

Изменяют теплопроводность за счет:

- легирования (вольфрам и ванадий снижают теплопроводность; титан, молибден, кобальт – повышают);

5. Коэффициент трения, который зависит от:

- химического состава пар трения;

- давления при трении;

- скорости скольжения;

Напряжение на контактных поверхностях: 0,1…0,6 ГПа, под действием таких напряжений, окисные и адсорбционные пленки разрушаются, поэтому условия взаимодействия на контактных поверхностях - условия сухого внешнего трения. (Поэтому привычные данные о коэффициенте трения не работают).

6. Износостойкость.

Износостойкость – количественное выражение работы сил трения, затраченной на превращение некоторой массы инструментального материала в продукты износа, в конкретных условиях взаимодействия конкретной пары материалов.

Зависит от:

- нормального давления на контактных площадках;

- скорости относительного скольжения;

Для разных обрабатываемых материалов:

Интенсивность изнашивания:

Скорость нарастания массы продуктов износа по пути резания (взаимного скольжения).

Классификация инструментальных материалов

Углеродистые инструментальные стали	У10; У12; У12А;
Низколегированные стали	9ХС; ХВГ; В2Ф;
Быстрорежущая сталь	Р18; Р6М5; Р9Ф5;
Твердый сплав (металлокерамика)
а) ВК (вольфрамовые);	а) ВК3; ВК4; ВК6; ВК8;
б) ВТК (титановольфрамовые);	б) Т5К10; Т15К6; Т14К8; Т30К4; Т60К6;
в) ТТК (титанотанталовольфрамовые);	в) ТТ7К12; ТТ8К6; ТТ10К8; ТТ20К9;
г) безвольфрамовые;	г) ТН20; КНТ16;
Минералокерамика	ЦМ332; керметы; карбидная керамика ВОК60; кортинит (ОНТ20), силинид, ведониты;
Сверхтвердые материалы	Кубический нитрид бора (эльбор); синтетические алмазы;
Природные алмазы	-

Дата добавления: 2014-01-07