Инструментальные стали: марки, технические характеристики, области применения, методы повышения эксплуатационных свойств.

Инструментальные материалы; твердые сплавы: марки, технические характеристики области применения, методы повышения эксплуатационных свойств.

Инструментальными являются материалы, основное предназначение которых – оснащение рабочей части инструментов.
1. Инструментальные стали:

- углеродистые стали;
- легированные стали;
- быстрорежущие стали.

2. Твердые сплавы.
3. Сверхтвердые материалы.
4. Минералокерамика.

Инструментальные стали: марки, технические характеристики, области применения, методы повышения эксплуатационных свойств.

Инструментальные стали

1. Углеродистые инструментальные стали обозначаются буквой У. Цифра показывает массовое содержание углерода в стали, умноженное на 10. В стали У10 содержание углерода составляет 1%. Буква А – высококачественная сталь с пониженным содержанием примесей. Применяются для инструмента, работающего с небольшой скоростью - например для напильников.
Пример углеродистых инструментальных сталей: У7, У7А до У13, У13А.
Твердость после термообработки: 58…63 HRCэ.
Теплостойкость: 200 – 220’С.
Теплостойкость – это свойство стали сохранять режущие свойства при повышении температуры в зоне резания.
Применение: напильники, зубила, ручные метчики, то есть инструмент, работающий с небольшой скоростью.

2. Легированные инструментальные стали обозначаются цифрой, характеризующей массовое содержание углерода в десятых долях процента (если цифры нет, то углерода 1%), за которой следуют буквы, соответствующие легирующим элементам (Г-марганец, Х-хром, С-кремний, В-вольфрам, Ф-ванадий) и цифры, обозначающие элементы в процентах. Например, в стали 9ХС: 0.9% - углерода, 1% - хрома, 1% - кремния. Остальное: железо и примеси.
Твердость после термообработки: 63…66 HRCэ.
Теплостойкость до 250’C.
Применение: ручные плашки, резьбовые калибры, ручные ножовочные полотна.

3. Быстрорежущие стали обозначаются буквами (Р – вольфрам, М – молибден, Ф – ванадий, А – азот, К – кобальт, Т – титан, Ц – цирконий).
Например, сталь марки 11Р3АМ3Ф2 содержит: 1.1% - углерода, 3% - вольфрама, 1% - азота, 3% - молибдена, 2% - ванадия.
Примеры быстрорежущих сталей: Р18, Р12, Р9, Р6М5, Р6М5К5.
Твердость после термообработки: 63…65HRCэ.
Теплостойкость: 620…630’C.
Применяется для всех видов режущего инструмента, используемого на станках со скоростью резания до 20м/с.

Твердые сплавы

Стандартные марки твердых сплавов состоят из карбидов вольфрама (В), титана (Т), тантала (Т). В качестве связки используется кобальт (К).
Например, в сплаве ВК8: 8% - кобальта и 92% - карбида вольфрама.
В сплаве Т5К10: 5% - карбида титана, 10% - кобальта и 85% - карбида вольфрама.
Обращаю Ваше внимание, что в отличие от сталей в твердых сплавах нет железа.
Твердость твердых сплавов около 90 HRA.
Теплостойкость: 800 – 1000’C.
Скорость резания до 200м/с.

Преимущественно сплавы типа ВК используются для обработки серого чугуна., цветных металлов и их сплавов, а также коррозионно-стойких труднообрабатываемых сталей и сплавов, в том числе и сплавов титана.
Сплавы типа ТК – титано-вольфрамовая группа сплавов, используемая для обработки углеродистых и легированных сталей, причем с большим содержанием титана (Т30К4) на чистовых режимах, а с увеличенным содержанием кобальта (Т5К12) на черновых режимах.

Выделены три группы применяемости твердосплавного инструмента:

1. Группа Р – для материалов, дающих сливную стружку (сталь);
2. Группа К – для материалов, дающих стружку надлома (чугун);
3. Группа М – универсальные сплавы.

Каждая группа имеет свой маркированный цвет: Р – синий, К – красный, М – желтый.
Твердосплавные материалы поставляются в различных видах. Заготовки под напайку регламентированы ГОСТом 25393 – 82. Каждая форма и типоразмер имеют свой номер по ГОСТу, состоящий из пяти цифр. При заказе этих пластин надо указать номер ГОСТа, который определяет форму, номер конкретной пластины в этом ГОСТе, а также марку сплава.

Широко используются также сменные многогранные пластины (СМП). СМП крепятся на корпусе инструмента механическим способом, например винтом через центральное отверстие, прихватом или клином. СМП не перетачиваются после износа всех граней, а отправляются на переработку. Переточка СМП не имеет никакого смысла, т.к. после переточки уменьшаются размеры пластины, а паз на корпусе инструмента рассчитан на размеры новой пластины. Замену СМП можно производить на инструменте, не снимая его со станка. СМП выпускаются различных классов допуска: U, G, M, E, C. При заказе СМП необходимо указать номер ГОСТа, который определяет форму. Так например пластины режущие, сменные, многогранные, твердосплавные квадратной формы имеют размеры и конструкцию по ГОСТу 19049 – 80. Пластина с гранью 12.7 мм, толщиной 3.18 мм, класса допуска «U» имеет номер в этом ГОСТе 03111-120308 или буквенное обозначение SNUN-120308, причем каждая цифра или буква имеют свой смысл. Цифры 03111 или буквы SNUN определяют форму пластины и класс допуска. Число 12 значит длину режущей кромки пластины, а именно 12.7мм, число 03 – толщину пластины 3.18мм, а 08 – радиус округления при вершине 0.8мм.