Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Обрабатываемость меди

03.11.2018

Медь является следующим высокопластичным металлом с гранецентрированной кубической решеткой подобно алюминию, но имеет более высокую температуру плавления 1083° С. Вообще, медные сплавы также имеют хорошую обрабатываемость, обусловленную теми же причинами, что и для алюминиевых сплавов. Несмотря на то, что температура плавления меди выше, она недостаточно высока для того, чтобы температуры, возникающие за счет сдвига в зоне пластического течения, оказывали значительное влияние на стойкость или характеристику режущих инструментов. Для обработки применяются инструменты как из быстрорежущей стали, так и из твердого сплава. Обеспечивается достаточная стойкость инструмента, износ инструмента приводит к появлению площадки износа на задней поверхности или лунки износа, или того и другого вместе, однако о подробном изучении механизмов износа не сообщалось. Даже при обработке инструментами из углеродистой стали возможны довольно высокие скорости резания, и до появления быстрорежущих сталей рекомендовались скорости вплоть до 100 м/мин для обработки латуни.

Наиболее важной областью механической обработки сплавов на медной основе является массовое производство электрической и другой арматуры на высокоскоростных станках-автоматах. Такими станками являются главным образом высокоскоростные токарные станки, в которых, однако, применение латунной проволоки сравнительно небольшого диаметра ограничивает максимальные скорости резания до 140—220 м/мин, хотя при необходимости инструмент обеспечивает хорошую работу при гораздо большей скорости резания.

Силы резания, возникающие при обработке чистой меди, очень большие, особенно при низких скоростях резания (рис. 7.4), что, как и в случае обработки алюминия, в основном вызвало большой площадью контакта на передней поверхности, приводящей к образованию небольшого угла сдвига и к толстой стружке. По этой причине медь с высокой электропроводностью считается одним из наиболее труднообрабатываемых материалов. Например, при сверлении глубоких отверстий силы резания часто настолько велики, что вызывают разрушение сверла. Дополнительными проблемами при обработке чистой меди являются низкое качество поверхности, особенно при низких скоростях резания, и высокая прочность запутанной сливной стружки, трудно поддающейся уборке.

Качество механической обработки меди может быть несколько улучшено за счет холодного пластического деформирования, однако значительное улучшение достигается легированием. На рис. 7.4 показано уменьшение сил резания в результате холодной обработки, что привело к уменьшению площади контакта, обеспечило больший угол сдвига и более тонкую стружку. При обработке однофазной латуни 70/30 силы резания меньше, однако заметное уменьшение сил резания наблюдается у двухфазной латуни 60/40, при обработке которой силы резания ниже во всем диапазоне скоростей резания, стружка тоньше, и площадка контакта на передней поверхности небольшая. Минимальные силы резания отмечаются в сплавах с высоким содержанием цинка, в которых выше относительное содержание b-фазы. Низкие силы резания и небольшое потребление мощности на а—b-латунях совместно с низкой скоростью износа инструмента являются основной причиной, позволившей классифицировать эти сплавы как легкообрабатываемые.

Однако образующаяся при обработке латуни сливная стружка потребовала введения добавок как для упрощения удаления стружки, так и для улучшения качества поверхности, что привело к получению легкообрабатываемой латуни. Обычно в качестве добавок вводят свинец в количестве 2—3% по весу. Свинец растворяется в расплавленной латуни, однако при затвердевании он выделяется, осаждающиеся частицы обычно размером от 1 до 10 мкм в диаметре должны быть равномерно диспергированы для обеспечения хорошей обрабатываемости. Эти добавки значительно уменьшают силы резания (рис. 7.5), которые становятся почти не зависящими от скорости резания. Образуется тонкая, незначительно превышающая величину подачи стружка, разделяющаяся на очень короткие части, легко поддающиеся уборке. При этом скорость износа инструмента также уменьшается. Легкообрабатываемая латунь может в течение длительного периода обрабатываться на станке-автомате без остановки станка для смены инструмента или уборки стружки. Многие детали небольшого размера экономически выгодно изготовлять из легкообрабатываемой латуни, несмотря на высокую стоимость меди. Наиболее вероятная причина успешного применения свинца для улучшения обрабатываемости меди заключается в уменьшении пластичности, что приводит к полному или частичному разрушению в плоскости сдвига. В дополнение к облегчению разделения стружки это обеспечивает быстрое падение нормальных напряжений, прижимающих стружку к инструменту, за режущей кромкой и уменьшению площади контакта.

Добавки вводятся также и в медь с высокой электропроводностью для улучшения ее обрабатываемости. Сера и теллур вводятся для образования пластических неметаллических включений — Сu2S или Сu2Те, диспергированных в структуре. Добавки к меди не должны вызывать заметного уменьшения электропроводности или появление трещин при горячей обработке. Обычно добавляют около 0,3% серы или 0,5% теллура, снижающих электропроводность до 98% по сравнению со стандартной медью с высокой электропроводностью. Влияние добавок заключается в значительном уменьшении сил резания, особенно на низких скоростях резания (рис. 7.5), и получении тонкой стружки, которая может легко завиваться и ломаться. Качество обработанной поверхности заметно улучшается.

Все двухфазные сплавы, включая легкообрабатываемые медь и а—b-латуни, имеют тенденцию к образованию нароста при низких скоростях резания. Эта тенденция исчезает с повышением скорости резания, например, свыше 30 м/мин, хотя имеются данные об образовании небольшого нароста при обработке меди со скоростью вплоть до 600 м/мин.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: