Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Инструментальные материалы

03.11.2018

Инструментальные материалы для резания были разработаны преимущественно практиками. Этот процесс носил эволюционный характер аналогично эволюции в биологии. Миллионы людей ежедневно подвергают металлорежущие инструменты воздействию разнообразных внешних условий. Технологические изменения и экономическая конкуренция предъявляют повышенные требования к строгости их отбора. Для удовлетворения этих требований проводились поиски новых инструментальных материалов, для чего было испытано большое количество различных материалов. Новые инструментальные материалы (соответствующие генетическим мутациям), полученные в процессе исследований, являются результатом настойчивых усилий тысяч мастеров, изобретателей, технологов и ученых — кузнецов, инженеров, металлургов, химиков. Применяющиеся в настоящее время относительно дешевые инструментальные материалы достаточно полно отвечают предъявляемым к ним требованиям по стойкости инструмента, скорости съема металла, шероховатости обработанной поверхности, способности обеспечить приемлемые характеристики при различных применениях и стоимости изготовленных из этих материалов инструментов. Движущей силой этого «естественного отбора» являются квалифицированные станочники, мастера инструментальщики, специалисты по механической обработке и предприниматели, способные эффективно решать проблему: какие из всех имеющихся инструментальных материалов будут применяться и дальше.

Полностью восстановить всю историю появления этих материалов не представляется возможным вследствие большого числа неудачных «мутантов», исчезнувших совсем или почти не оставивших следа. Патенты и старые номера машиностроительных журналов хранят записи о некоторых таких материалах. Так, например, в журнале «The Engineer» от 13 апреля 1883 г. имеются данные о дискуссии, проходившей в Институте инженеров-механиков, на которой В.Ф. Смит сообщил об экспериментах, проведенных с инструментами из отбеленного чугуна, показавших некоторые преимущества по сравнению с углеродистой сталью. В более полных опубликованных отчетах описываются исследования, способствовавшие разработке тех инструментальных материалов, которые в процессе эволюции оказались наиболее пригодными. Очевидно, что эти новшества были сделаны людьми, имеющими слабое представление об условиях, необходимых для того, чтобы инструменты могли выдерживать нагрузку на режущую кромку. Считалось, что инструментальные материалы должны быть твердыми, способными выдерживать нагрев и быть достаточно прочными, чтобы выдерживать ударную нагрузку без разрушения, — вот все те требования, которые предъявлялись к материалам. И только взглянув в прошлое, можно понять логическую и причинную структуру, объясняющую успешное применение одних инструментальных материалов и неудачу других. В этой главе описываются характеристики основной группы современных материалов для режущих инструментов. Что касается других инструментальных материалов, то их свойства связаны, с одной стороны, с их составом и структурой и, с другой стороны с их способностью выдерживать температуры и напряжения, о которых шла речь в предыдущих главах, а также и с механизмом их взаимодействия с материалом заготовки, обусловливающим износ инструмента. Целью этой главы является расширение кругозора, необходимого для понимания работы существующих инструментов и для продолжающейся направленной эволюции инструментальных материалов и конструкций инструментов.

Одним из последствии этой эволюционной формы развития явилось то, что потребитель оказался перед большим количеством инструментальных материалов, из которых нужно выбрать наиболее подходящий для применения. В 1972 г. в Соединенном Королевстве 30 поставщиков предлагали суммарно свыше 205 различных марок быстрорежущей стали, а 49 поставщиков предлагали 441 марку твердых сплавов. Отзвук этого фантастического бума чувствуется в названиях торговых марок, как, например, «Super Hydra» или «Spear Mermaid». Многие конкурирующие коммерческие сплавы по существу одни и те же, но имеется большое число разновидностей, которые могут различаться по составу, свойствам или характеристикам в качестве режущего инструмента. Различные инструментальные материалы могут быть сгруппированы в связанные между собой «виды», образующие «род» класса режущих инструментов.

В современной производственной практике подавляющее большинство применяющихся инструментов изготовлено из двух групп инструментальных материалов — быстрорежущей стали и твердых сплавов. Другими основными группами материалов для режущих инструментов являются углеродистые (и низколегированные стали), литые сплавы на основе кобальта, минералокерамика и алмазы. В этой главе рассматриваются вначале быстрорежущие стали и факторы, влияющие на их характеристики. Затем подобным же образом рассматриваются твердые сплавы. Эти две группы инструментальных материалов используются для описания общих закономерностей поведения режущих инструментов, подвергающихся воздействиям напряжений и температуры. Большая часть анализа посвящена описанию работы режущих инструментов при обработке чугуна и стали вследствие того, что эти материалы изучены более подробно, чем другие, однако там, где это возможно, рассмотрена работа режущих инструментов при обработке других материалов. И наконец, менее подробно рассматривается применение других групп инструментальных материалов.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: