Сталь Р6М5К5 по теплостойкости немного выше

Р6М5, по прочности и вязкости также превосходит ее. Рекомендуется для черновой обработки.

За последние годы во всем мире наблюдается общая тенденция —повышение содержания углерода в быстрорежущих сталях в среднем на 0,25% (до 1,1%) при содержании ванадия не более 2,8%. Стали с повышенным содержанием углерода отличаются более высокой износостойкостью.

В табл. 7 приведены химические составы наиболее важных современных марок быстрорежущих сталей с повышенным содержанием углерода, нашедших практическое применение в разных странах.

Исследованиями, проведенными в СССР, США, ФРГ, Швеции, Японии, установлена целесообразность снижения содержания вольфрама с 18 до 12%. Режущие свойства стали Р12 аналогичны свойствам стали Р18, а размеры карбидов меньше по сравнению со сталью, где вольфрама больше. Повсюду заметно стремление уменьшить размеры карбидов; чем больше их размеры, тем меньше стойкость инструмента.

В инструментах с тонкой режущей кромкой размеры карбидов не должны превышать 5—8 мкм. Небольшие размеры карбидов достигаются условиями кристаллизации слитка и оптимальной пластической деформацией в процессе горячей обработки. Чем быстрее кристаллизация слитка, тем тоньше эвтектическая (ледебуритная) сетка, тем мельче карбиды. Поэтому вес слитков не должен быть чрезмерно большим (700—800 кг).

Инструмент с тонкой режущей кромкой должен изготовляться из слитков малого веса. Быстрая кристаллизация слитка осуществляется введением в плавку во время разливки быстрорежущей стали зародышеобразу-ющих модификаторов (соединения титана, алюминия, I магния, церия). Кроме того, с этой целью применяются компактные изложницы, охлаждение стенок и основания изложниц. В связи с этим разработаны и внедряются новые способы производства быстрорежущей стали с карбидами малого размера (2—5 мкм).

Предложен новый способ производства быстрорежущей стали с карбидами малого размера, сущность которого состоит в том, что сталь расплавляют в атмосфере аргона; под давлением аргона сталь распыляется и оседает на стенках сосуда в виде шариков диаметром примерно 150 мкм; затем сталь спекают в атмосфере аргона и подвергают обжатию.

Конструкционные стали

Для изготовления режущих и измерительных инструментов, приспособлений и штампов применяют УГЛ|Р°” дистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-60), качественные (ГОСТ 1050-60) и конструкционные легированные стали (ГОСТ 4543-71).

Сталь углеродистую обыкновенного качества подразделяют на три группы:
— группа А — поставляемая по механическим свойствам;
— группа Б — поставляемая по химическому составу; группа В — поставляемая по механическим свойствам и с отдельными требованиями по химическому составу. Сталь групп А и Б изготовляют мартеновским, конверторным и бессемеровским способами, сталь группы В — мартеновским и конверторным способами. Сталь изготовляется следующих марок: группа А — Ст.О; Ст.2; Ст.З; Ст.4; Ст.5; Ст.6; Ст.7; группа Б — МСт.О; МСт.1; МСт.2; МСт.З; МСт.4; МСт.5; МСт.6; МСт.7; КСт.О; КСт.1; КСт.2; КСт.З; КСт.4; КСт.5; КСт.6; КСт.7; БСт.О; БСт.З; БСт.4; БСт.5; БСт.6; группа В — ВМСт.2; ВМСт.З; ВМСт.4; ВМСт.5;

В КСт.2; ВКСт.3; ВКСт.4; ВКСт.5. Обозначение марок стали — буквенно-цифровое. Буквы Ст. обозначают слово «сталь», цифры от 0 до 7 — условный порядковый номер марки в зависимости от химического состава стали и механических свойств ее. Способ выплавки стали обозначается буквами М (мартеновская), К (конверторная) и Б (бессемеровская). Буквы (М, К и Б) добавляются перед обозначением марок стали групп Б и В. Например: МСт.З, КСт.З, БСт.З и др., причем к обозначению марок стали группы В добавляется впереди буква В. Например: ВМСт.2, ВКСт.2, В КСт.З и др.

Сталь углеродистая качественная (ГОСТ 1050-60) подразделяется на две группы:
группа I — с нормальным содержанием марганца; группа II — с повышенным содержанием марганца, cталь изготовляется следующих марок:
группа I — 0,5 кп; 08 кп; 10 кп; 10; 15 кп; 15; 20 кп-20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65: 70; 75; 80; 85; группа II — 15Г; 20Г; 25Г; ЗОГ; 35Г; 40Г; 45Г; 50Г-60Г; 65Г; 70Г.

В марке стали двузначные числа обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буква Г — повышенное содержание марганца. Марки кипящей стали имеют в конце индекс «кп».

Из углеродистой качественной стали изготовляют скобы, шаблоны и лекала. Применяют низкоуглеродистые стали 20 и 20Х или среднеуглеродистые стали 50, 55 или 50Г. Инструменты из сталей 20Х и 20 цементируют, подвергают закалке и низкотемпературному отпуску. Инструменты из сталей 50 и 55 (лучше из стали 50Г — для возможности охлаждения в масле) закаливают после индукционного нагрева.

Стали конструкционные легированные (ГОСТ 4543-71) в зависимости от химического состава и свойств делятся на категории: качественная; высококачественная — А; особовысококачественная — III.

В зависимости от основных легирующих элементов стали делятся на группы: хромистая, марганцовистая, хромомарганцевая, хромокремнистая и др. В инструментальном производстве находят широкое применение хромистая и марганцовистая стали.

Хромистая сталь изготовляется марок:
15Х; 15ХА; 20Х; ЗОХ; ЗОХРА; 35Х; 38ХА; 40Х; 45Х; 50Х.

Марганцовистая сталь изготовляется марок:
15Г; 20Г; 25Г; 30Г; 35Г; 40Г; 45Г; 50Г; 10Г2; 30Г2; 35Г2; 40Г2; 50ГА.

Твердые сплавы

Твёрдые сплавы получают методами порошковой металлургии в виде пластин. Основными компонентами таких сплавов являются карбиды вольфрама (WC), титана (TiC) и тантала (ТаС), мельчайшие частицы которых соединены сравнительно мягким и менее тугоплавким кобальтом. Карбиды придают сплаву высокую твёрдость и теплостойкость, кобальт - прочность на изгиб.

Твердые сплавы имеют высокую твердость - 72...76 HRC и теплостойкость до 850... 1000 °С. Это позволяет работать со скоростями резания в 3 - 4 раза большими, чем инструментами из быстрорежущих сталей.

Применяемые в настоящее время твердые сплавы делятся на:

• Вольфрамовые сплавы группы ВК: ВК3, ВК3-М, ВК4, ВК6, ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК8 и др. В условном обозначении цифра показывает процентное содержание кобальта. Например, обозначение ВК8 показывает, что в нем 8 % кобальта и 92 % карбидов вольфрама. Буквами М и ОМ обозначается мелкозернистая и особо мелкозернистая структура;
• Титановольфрамовые сплавы группы ТК: Т5К10, Т15К6, Т14К8, ТЗОК4, Т60К6 и др. В условном обозначении цифра, стоящая после буквы Т, показывает процентное содержание карбидов титана, после буквы К — кобальта, остальное — карбиды вольфрама;
• Титанотанталовольфрамовые сплавы группы ТТК: ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ20К9 и др. В условном обозначении цифры, стоящие после буквы Т, показывают процентное содержание карбидов титана и тантала, после буквы К - кобальта, остальное - карбиды вольфрама.

Твердые сплавы выпускаются в виде стандартизованных пластин, которые припаиваются, или крепятся механически к державкам из конструкционной стали.

Правильным выбором марки твердого сплава обеспечивается эффективная эксплуатация режущих инструментов. Для конкретного случая обработки сплав выбирают исходя из оптимального сочетания его теплостойкости и прочности. Например, сплавы группы ТК имеют более высокую теплостойкость, чем сплавы ВК. Инструменты, изготовленные из этих сплавов (ТК), могут использоваться при высоких скоростях резания, поэтому их широко применяют при обработке сталей.

Инструменты из твердых сплавов группы ВК применяют при обработке деталей из конструкционных сталей в условиях низкой жесткости системы СПИД, при прерывистом резании, при работе с ударами, а также при обработке хрупких материалов типа чугуна, что обусловлено повышенной прочностью этой группы твердых сплавов и невысокими температурами в зоне резания.

Такие сплавы используются также при обработке деталей из высокопрочных, жаропрочных и нержавеющих сталей, титановых сплавов. Это объясняется тем, что наличие в большинстве этих материалов титана вызывает повышенную адгезию со сплавами группы ТК, также содержащими титан. Кроме того, сплавы группы ТК имеют значительно худшую теплопроводность и более низкую прочность, чем сплавы ВК.

Сплавы группы ТТК занимают промежуточное положение между сплавами ТК и ВК. Сплавы ТТК по применимости - универсальны.

Основная область их применения - резание с очень большими сечениями срезаемого слоя, тяжёлыми ударами и малыми скоростями резания (строгание и долбление).

Сплавы с низким процентным содержанием кобальта (Т30К4, ВК3, ВК4) обладают высокой твёрдостью, малой прочностью на изгиб и меньшей вязкостью. Применяются для чистовых операций. Наоборот, сплавы с большим содержанием кобальта (ВК8, Т14К8, Т5К10) являются более вязкими, обладают высокой прочностью на изгиб и применяются при снятии стружек большого сечения на черновых операциях.

Работоспособность твердых сплавов значительно возрастает при нанесении на них износостойких покрытий.

Неметаллические материалы, применяемые в машиностроении

Далее: Роботы в промышленности

Неметаллические материалы широко используются в машино- и приборостроении; они разделяются на две основные группы: материалы неорганического происхождения (керамические материалы, минеральное стекло и силикаты, материалы на основе асбеста, слюды, каолина) и материалы органического происхождения. Последние имеют наиболее широкое распространение как конструкционные материалы. К ним относятся древесные материалы, уголь, кокс, графит (непластические материалы); пластические материалы — пластмассы, волокна, лаки на основе по-лимеризационных и конденсационных смол, а также асфальто-битум-ные материалы; материалы на основе каучука (резина и эбонит); лаки и краски; смазочные масла. Некоторые неметаллические материалы представляют композиции из веществ неорганического и органического происхождения (например, стеклотекстолит, асбовинил и др.), поэтому не все материалы можно всегда строго разделить по этому признаку.

Различные неметаллические материалы используются как конструкционные для изготовления из них полностью деталей и изделий (причем в ряде случаев с успехом могут заменять как черные, так и цветные металлы), в сочетании с металлическими деталями (например, в автомобильных покрышках), или как средство защиты от коррозии.

Ниже рассмотрены наиболее распространенные в машиностроении неметаллические материалы.