Минеральная керамика. ЦМ- 332

Для изготовления режущих инструментов используют оксидную минеральную керамику, являющуюся кристаллической окисью алюминия Аl₂ О₃. Получают методом порошковой металлургии. Пластинки минералокерамики являются наиболее дешевым инструментальным материалом, обладает большой твердостью (HRA 91- 93) и высокой теплостойкостью 1200⁰ С, серьезный недостаток – пониженная прочность на изгиб и низкая ударная вязкость. Применяется при обработке мягких материалов. При обработке стали и чугуна с малыми сечениями срезаемого слоя при отсутствии ударов и толчков. Делаются попытки повысить изгибающую прочность минеральной керамики введением в ее состав упрочняющих добавок: металлов (молибдена, вольфрама, титана), которые получили название кермета, а введение карбидов этих металлов в состав минеральной керамики называется карбидной керамикой. Кермет марки НС20М состоит из 15% окиси алюминия и 25% твердого раствора типа (Ti, W, M_о) с; ВОК – 60

 

Сверхтвердые инструментальные материалы

Природные и синтетические алмазы (получены из графита при высоких давлениях 200000 атм. и температурах 4000⁰ С.) применяются при обработке металлов и неметаллических материалов, практически не применяются для обработки черных металлов, т. к. углерод диффундирует в железо.

Одним из перспективных синтетических сверхтвердых материалов для изготовления инструмента является кубический нитрид бора (КНБ). Он создан синтезом из вещества нитрида бора (BN). Кубический нитрид бора имеет структуру алмазного типа, но в узлах кубической кристаллической решетки вместо атомов углерода находятся атомы азота и бора. Твердость кубического бора ниже, чем алмаза и равна 8500-9400 кгс\мм² (алмаза 10000- 10600), а теплостойкость КНБ равна (1200-1300⁰С), (алмаза 1000-1500⁰С). Теплопроводность КНБ примерно в 3 раза ниже, чем алмазе.

В последнее время производится поликристаллический кубический нитрид бора (ПКНБ)- теплостойкость 1500⁰ С, но уступает по твердости алмазу, но имеет низкую теплопроводность. ПКНБ получил название эльбор, боразон, кубонит. Ими оснащаются токарные резцы и торцовые фрезы для обработки закаленной стали. На основе кубического нитрида бора созданы сверхтвердые материалы (СТМ) называются поленозит

Поленозит 01 (эльбор - 1), 10 (гексанит), 05 и 09 (ПТНБ).

В СССР выпускались пластины из искусственных алмазов, нанесенных на твердосплавную основу. Толщина слоя алмаза до 1 мм. Повышение износостойкости пластин за счет нанесения покрытий в основном на инструмент из быстрорежущей стали.

 

Физико– механические свойства инструментальных материалов

 

 

Материал	Твердость HRA	Предел прочности кг/мм^2	Ударная вязкость КГсм/мм^2	Теплостойкость ^ºС	Кv
бизг	б сж
У10				-
Р18				0,9
ВК8				0,6
Т15К6				0,3
ЦМ332	92,5			0,1
Алмаз	-			-		-
Эльбор	-		-	-		-

 

Где Кv – коэффициент обрабатываемости по скорости резания.

Формы передней поверхности инструмента

 

Формы передней поверхности инструмента связаны с прочностными характеристиками инструментальных материалов.

Форма 1.

Плоская с положительным передним углом Y. Она применяется для инструментов, изготовленных из быстрорежущих сталей, а также для инструментов, оснащенных твердым сплавом группы ВК.

Форма 2.

Плоская, с отрицательной фаской, шириной f. Величина фаски f=0,1…0,5 мм.Y= 5⁰-10⁰. Фаска делается для упрочнения режущей кромки. Применяется для инструментов, изготовленных из твердого сплава группы ТК.

Схемы резания

Твердые сплавы работают лучше на сжатие чем на изгиб.

Форма 3.

Криволинейная с отрицательной фаской. Радиус R делается для стружкозавивания. Применяется для инструментов, оснащенных твердым сплавом группы ТК и ВК. Применяется на станках-автоматах. Недостаток: нерационально используется твердый сплав, уменьшается число переточек

Форма 4

 

Плоская с отрицательным передним углом. Эта форма предназначена для резцов и фрез при обработке твердых материалов с б_в 80 кг/мм².