ТехнпрЖРДВОРОБЕЙ1-124. Ббк 27 4 в 75 Федеральная программа поддержки книгоиздания России

• Название: Ббк 27 4 в 75 Федеральная программа поддержки книгоиздания России
• Дата: 31.10.2022
• Размер: 3.5 Mb.
• Имя файла: ТехнпрЖРДВОРОБЕЙ1-124.doc
• Тип: Программа; #763161
• страница: 9 из 14

Глава 5. Механические методы

5.1. Инструментальные материалы, применяемые при обработке деталей ЖРД

Быстрорежущие стали. Применяемые быстрорежущие стали делятся на три группы: нормальной, повышенной и высокой производительности.

Стали нормальной производительности характеризуются пониженной (615—620°С) теплостойкостью. К ним относятся: вольфрамовые (Р9, Р12, Р18), вольфрамомолибденовые (Р6М5, Р6МЗ, Р8МЗ), безвольфрамовые (9Х6М3Ф3АГСТ, 9Х3М3Ф2АГСТ и др.) стали. Их применяют в основном при обработке цветных сплавов, чугунов, углеродистых и легированных сталей (I—IV групп) при скоростях резания до 35—40 м/мин. Сталь Р6М5 в основном вытеснила стали Р9, Р12 и Р18 и нашла применение также при обработке теплоустойчивых и коррозионно-стойких сталей (VII—VIII групп). Безфольфрамовые стали по своим режущим свойствам соответствуют стали Р6М5, что и предопределяет область их применения.

Стали повышенной производительности дополнительно легированы кобальтом и ванадием. К ним относятся стали с теплостойкостью 624—640 °С:

• 
  вольфрамокобальтовые (Р9К5, Р9К10 и др.);
  
• 
  вольфрамованадиевые (Р9Ф5, Р12Ф3, Р14Ф4, Р18Ф2 и др.);
  
• 
  вольфрамомолибденовые с кобальтом и ванадием (Р6М5К5, Р0М44К8, Р6М5Ф3, Р6М5Ф2К8);
  
• 
  вольфрамомолибденовые с кобальтом (Р10Ф5К5, Р12Ф4К5, Р18К5Ф2);
  
• 
  вольфрамомолибденовые с кобальтом и молибденом (Р12Ф3К10М3, Р12Ф2К5М3, Р18Ф2К8М и др.).
  

Эти стали применяют для обработки коррозионно-стойких (VIII группа), жаростойких и жаропрочных деформируемых сталей и сплавов (IX—XIII группы) и высокопрочных (XIV группа) сталей.

Стали высокой производительности характеризуются высокой теплостойкостью (700—725°С) и вторичной твердостью после закалки и отпуска 69—70. К Ним относятся стали В11М7К23, В224М12К23, В18К25Х4 и др. Инструменты из этих сталей имеют высокую стойкость (в 30 раз выше по сравнению с инструментами из ст.Р18 и в 10 раз выше по сравнению с инструментами из кобальта) при повышенных режимах резания жаропрочных и титановых сплавов.

Порошковые быстрорежущие стали (Р6М5К5-МП, Р9М4К8-МП, Р6М5К8Ф2-МП и др.) имеют карбидную неоднородность по 1-му — 2-му баллу. Они характеризуются: повышенной шлифуемостью и пластичностью при холодной и горячей деформации, обладают повышенной (на 500—700 МПа) прочностью при изгибе и в 1,5—2,5 раза более высокой стойкостью по сравнению с быстрорежущими сталями аналогичного состава обычного производства. Стали Р9М4К8-МП и Р10М6К8-МП обладают повышенной красностойкостью, хорошо шлифуются. Они предназначены для обработки материалов с твердостью 38—42 и нашли применение в инструментах для станков с ЧПУ. Стали Р6М5Ф3-МП, Р6М5К5-МП, 6М5Ф2К8-МП и 13Р6М5Ф3-МП при обработке труднообрабатываемых материалов обеспечивают по сравнению со сталями обычного производства аналогичного состава повышение стойкости в 4 раза, хорошо шлифуются.

Твердые сплавы. Существуют три основные группы твердых сплавов, различающиеся составом их карбидной основы, физико-механическими и эксплуатационными свойствами: вольфрамовая (ВК), титановольфрамовая (ТК) и титанотанталовольфрамовая (ТТК).

Сплавы группы ВК при одинаковом химическом составе различаются размерами зерен карбидных составляющих. Твердые сплавы с размером зерен 3—5 мкм имеют крупнозернистую структуру (ВКЗ, ВК4, ВК4В, ВК6, ВК8, ВК10, ВК20), 0,5-1,5 мкм - мелкозернистую (ВКЗМ, ВК6М, ВК10М). Сплавы; имеющие 70% зерен размером менее 1 мкм, называют особомелкозернистыми (ВК60М, ВК100М). С увеличением процентного содержания кобальта растет предел прочности на изгиб, что определяет высокую сопротивляемость этих сплавов ударным и циклическим нагрузкам, но при этом снижаются твердость и температура, при которой наблюдается схватываемость с обрабатываемым материалом. С уменьшением размера зерна карбидов снижается прочность, но увеличивается износостойкость, что особенно заметно при обработке жаропрочных сплавов на никелевой основе. При обработке жаропрочных сталей и сплавов все большее применение находят твердые сплавы с особомелкозернистой структурой, легированные карбидами хрома (ВК10ХСМ, ВК15ХОМ).

Сплавы группы ТК (Т30К4, Т15К6, Т14К8,б Т5к10, Т55К12) обладают большими, чем сплавы группы ВК, твердостью, теплостойкостью и износостойкостью, но меньшей прочностью. Кроме того, из-за повышенной хрупкости они плохо выдерживают ударные и переменные нагрузки. Поэтому эти сплавы с меньшим содержанием карбидов титана целесообразно применять для черновой и получистовой обработки, а с большим содержанием карбидов титана — для чистовой и получистовой обработки с повышенными скоростями резания.

Сплавы группы ТТК (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8Б, ТТ20К9) по своим физико-механическим свойствам являются промежуточными между вольфрамовыми и титановольфрамовыми сплавами. Они имеют более высокую прочность и вязкость, чем сплавы группы ТК, но уступают им по твердости и теплостойкости. Благодаря высокой износостойкости и эксплуатационной прочности при воздействии ударных нагрузок и вибраций эти сплавы эффективны при черновой обработке сталей и сплавов.

Безвольфрамовые твердые сплавы (БВТС). Это сплавы на основе карбида (TiC) и карбонитрида (TiN) титана, сцементованных никелемолибденовой связкой (Ni+Mo). Сплавы отличаются повышенной жаростойкостью (до 1000°С) и низкой схватываемостью с обрабатываемыми материалами. Благодаря высокой плотности ( = 5500 - 6400 кг/м) этих сплавов при заточке режущего инструмента можно получить острую кромку, что особенно важно для инструмента, предназначенного для чистовой обработки. Повышенная жаростойкость, низкая схватываемость, отсутствие наростообразования позволяют применять инструменты из этих сплавов при чистовом и получистовом точении и фрезеровании. Сплавы БВТС обеспечивают меньшую шероховатость поверхности деталей по сравнению с твердыми сплавами, что дает возможность заменять шлифование точением, и способствует повышению производительности труда в 2—2,5 раза. Износостойкость БВТС в 1,2—1,5 раза выше износостойкости сплавов группы ТК.

Минералокерамические материалы (ВЗ, В013, ВОК-60). Они делятся на два основных вида: белую оксидную керамику, содержащую до 99,7% окиси алюминия (А1₂О₃), и черную оксидно-карбидную керамику с добавлением к окиси алюминия карбидов титана (А1₂О₃ + TiC). На основе нитрида кремния Si₃Ni₄ разработан новый инструментальный материал силинит-Р, обеспечивающий стабильность физико-механических свойств и структуры при высоких температурах (1000…1200°С) резания. Используют его для чистового и получистового точения и фрезерования сталей, закаленных до 58-63.

Сверхтвердые материалы (СТМ — HV порядка 6000-8000, = = 1100…1300° С). Их получают: синтезом из гексагонального нитрида бора (эльбор-Р, композит 01) и больбора (композит 2); синтезом из вюртцитоподобной модификации нитрида бора (композит 10 и композит 09); спеканием из порошков кубического нитрида бора с легирующими добавками (композит 05). Применяют их в основном при обработке сталей, закаленных до более 45.