Инструментальные материалы.

 

Материалы токарных резцов. Основное требование, предъявляемое к материалу рабочей части резца - это твердость, которая должна быть больше твердости любого материала, обрабатываемого данным резцом. Твердость не должна заметно уменьшаться от теплоты резания. Одновременно с этим материал резца должен быть достаточно вязким (не хрупким); режущая кромка резца не должна выкрашиваться во время работы. Материал резца должен хорошо сопротивляться истиранию, которое происходит от трения стружки о переднюю поверхность резца, а также от трения задней поверхности резца о поверхность резания.
Большинство современных резцов состоит из двух частей: державки из обычной конструкционной стали и напаянной режущей пластинки из инструментальной стали. Последнее время в машиностроении внедряются резцы со сменными пластинами из металлокерамики и даже из технического алмаза.

Углеродистые стали.

Инструментальные углеродистые стали по содержанию углерода и твердости подразделяются на низкоуглеродистые, содержащие углерод до 0,25%; среднеуглеродистые - от 0,25% до 0,6% и высокоуглеродистые - от 0,6 до 2%.
Углеродистые инструментальные стали в соответствии с ГОСТ 1435-54, обозначаются следующими марками: У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У13. Буква У указывает, что сталь углеродистая, а следующая за ней цифра - среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г в марке показывает повышенное содержание марганца.
Углеродистые стали марок У10, У11, У12 и У13 используются для изготовления резцов, свёрл, метчиков, развёрток, плашек.

Быстрорежущие стали.

Быстрорежущая сталь - это высоколегированная сталь, применяемая, главным образом, для изготовления режущего инструмента, работающего на скоростях, в 3-5 раз больших, чем инструмент из углеродистой инструментальной стали. Такая скорость обусловлена большей износостойкостью стали.
Быстрорежущие стали обозначаются буквами, соответствующими карбидообразущим и легирующим элементам:

· Р - вольфрам

· М - молибден

· Ф - ванадий

· А - азот

· К - кобальт

· Т - титан

· Ц – цирконий

За буквой следует цифра, обозначающая среднее содержание элемента в процентах (содержание хрома до 4% в обозначениях не указывается). Цифра, стоящая в начале названия марки стали, указывает содержание углерода в десятых долях процента. Например, сталь марки Р6М5 содержит 6% вольфрама и 5% молибдена.
Применяемые быстрорежущие стали делятся на три группы: нормальной, повышенной и высокой производительности.

Марка	Свойства	Назначение
Р18	Удовлетворительная прочность, износостойкость при малых и средних скоростях резания.	Для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых и легированных конструкционных сталей.
Р12	Близкие к свойствам стали Р18, но более высокие "горячая" пластичность и прочность, вязкость.	То же, что для стали Р18
Р9	Близкие к свойствам стали Р18, но обладает лучшими механическими свойствами.	То же, что для стали Р18
Р6М5 9Х6М3Ф3АГСТ 9Х4М3Ф2АГСТ	Повышенная прочность, повышенная склонность к обезуглероживанию и выгоранию молибдена.	То же, что для стали Р18, но предпочтительны для изготовления резьбонарезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками.
Р12Ф3	Стойкость выше в 1,5 - 2,5 раза чем у стали Р12 и Р6М5 при средних скоростях резания.	Для чистовых инструментов при обработке вязких сталей, обладающих абразивными свойствами.
Р6М5Ф3	Повышенная прочность, вязкость, износостойкость.	Для чистовых и получистовых инструментов (фасонные резцы, развёртки, протяжки, фрезы) при обработке углеродистых и легированных конструкционных сталей.
Р10К5Ф5	Повышенная вторичная твёрдость, высокая износостойкость.	Для черновых и получистовых инструментов при обработке коррозионно-стойких высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов.
Р9К10	Повышенная вторичная твёрдость, пониженная ударная вязкость.	Для различных инструментов при обработке коррозионно-стойких сталей и жаропрочных сплавов, а так же сталей повышенной прочности.
Р12Ф4К5	Высокая прочность и вязкость, повышенная износостойкость.	Для чистовых и получистовых инструментов для обработки большинства марок труднообрабатываемых материалов.
Р12М3Ф2К8 Р6М5Ф2К8	Повышенная прочность, высокая износостойкость.	Для различных инструментов для обработки труднообрабатываемых материалов, а так же для обработки конструкционных материалов на высоких скоростях резания.

 

Твёрдые сплавы.

Твёрдые сплавы стандартных марок выполнены на основе карбидов вольфрама, титана и тантала. В качестве связки используется кобальт. Твёрдые сплавы, по сравнению с быстрорежущими сталями, обладают повышенной твёрдостью и температурной стойкостью.
В зависимости от состава карбидной фазы и связки обозначение твёрдых сплавов включает буквы, характеризующие карбидообразующие элементы:

· В - вольфрам

· Т - титан

· ТТ - (второе "Т") тантал

· К – кобальт

Массовые доли элементов выражаются в процентном отношении, сумма их составляет 100%. Например, марка ВК8 (однокарбидный сплав) содержит 8% кобальта и 92% карбидов вольфрама; марка Т5К10 (двухкарбидный сплав) содержит 5% карбидов титана, 10% кобальта и 85% карбидов вольфрама; марка ТТ8К6 (трёхкарбидный сплав) содержит 6% кобальта, 8% карбидов титана и тантала, 86% карбидов вольфрама.