No Image

Какие сплавы хорошо обрабатываются на станках

СОДЕРЖАНИЕ
84 726 просмотров
15 ноября 2019

Вопрос финишной обработки закаленной стали решается в современном производстве в основном абразивной обработкой. До последнего времени это объяснялось разным уровнем оборудования для шлифования и лезвийной обработки. Токарные станки не могли гарантировать ту же точность, что достигалась на шлифовальных станках. Но сейчас современные станки с ЧПУ имеют достаточную точность перемещений и жесткость, поэтому доля токарной и фрезерной обработки твердых материалов постоянно расширяется во многих отраслях. Точение закаленных заготовок стало применяться в автомобильной промышленности с середины восьмидесятых годов прошлого века, но сегодня в этом виде обработки начинается новая эра.

Множество стальных деталей требует термообработки или поверхностного упрочнения для приобретения дополнительной износостойкости и способности выдерживать значительные нагрузки. К сожалению, высокая твердость негативно отражается на обрабатываемости таких деталей. Детали зубчатых передач и различные валы и оси – типичные закаленные детали, обрабатываемые точением, фрезерованию в закаленном виде подвергаются штампы и пресс-формы. Термообработанные детали – тела качения, как правило, требуют чистовой и финишной обработки, которая убирает погрешности формы и обеспечивает требуемую точность и качество поверхностей. Что касается деталей штампов и пресс-форм, то сейчас есть тенденция к их обработке в закаленном состоянии уже на стадии черновой обработки. Это приводит к значительному сокращению времени изготовления штампа.

Обработка твердых материалов

Обработка деталей после термообработки – вопрос, требующий гибкого подхода. Диапазон решений зависит от типа инструментального материала, выбранного для обработки. Для инструмента способность обрабатывать твердые материалы означает – высокую термостойкость, высокую химическую инертность, стойкость к абразивному износу. Такие требования к инструментальному материалу определяются самим процессом обработки. При резании твердых материалов на режущую кромку оказывается высокое давление, что сопровождается выделением большого количества тепла. Большие температуры помогают процессу, приводя к разупрочнению стружки, тем самым, снижая силы резания, но отрицательно влияют на инструмент. Поэтому далеко не все инструментальные материалы подходят для обработки термообработанных деталей.

Твердые сплавы используются для обработки материалов твердостью до 40HRc. Для этого рекомендуются мелкозернистые твердые сплавы с острой режущей кромкой, хорошо сопротивляющиеся абразивному износу и обладающие высокой термостойкостью и стойкостью к пластической деформации. Такие свойства имеют твердые сплавы без покрытий, например H13A производства фирмы Sandvik Coromant. Но также можно успешно использовать сплавы с износостойкими покрытиями для чистовой обработки и областью применения P05 и К05, например GC4015, GC3005.

Кубический нитрид бора (КНБ) рекомендуется для твердости от 50-ти до 70HRc. Керамика применяется в том же диапазоне твердости заготовки.

Самая неудобная для обработки резанием заготовка – это заготовка с твердостью 40…50HRc. Твердые сплавы при работе в этом диапазоне уже не устраивают по своей термостойкости. В то же время, КНБ и керамика быстро изнашивается, т.к. из-за недостаточной твердости обрабатываемого материала на передней поверхности инструмента образуется нарост, вызывающий сколы режущей кромки при его срыве. Поэтому проблема выбора инструментального материала для работы в этом диапазоне твердости решается на основе экономических соображений. В зависимости от серийности производства приходится либо мириться с низкой производительностью и размерной точностью при работе твердым сплавом, либо более производительно работать керамикой и КНБ, но с риском поломки пластины.

При более высокой твердости 50-70HRс выбор однозначно склоняется в сторону обработки с использованием инструмента с режущей частью из керамики или кубического нитрида бора. Керамика позволяет производить даже прерывистую обработку, но обеспечивает несколько большую шероховатость поверхности, чем КНБ. При обработке КНБ может быть достигнута шероховатость до 0,3Ra, в то время как керамика создает поверхность шероховатостью 0,6Ra. Это объясняется различными моделями износа инструментального материала: КНБ имеет в нормальных условиях равномерный износ по задней поверхности, а на керамике образуются микровыкрашивания. Таким образом, КНБ сохраняет линию режущей кромки непрерывной, что позволяет получать лучшие значения шероховатости обработанной поверхности. Режимы резания при обработке закаленных материалов варьируется в довольно широких пределах. Это зависит от материала заготовки, условий обработки и требуемого качества поверхности. При обработке заготовки с твердостью 60HRc новыми марками кубического нитрида бора СВ7020 или СВ7050 скорость резания может достигать 200 м/мин. СВ7020 рекомендуется для финишной обработки с непрерывным резанием, а СВ7050 для чистовой обработки термообработанных материалов в неблагоприятных условиях, т.е. с ударами. Пластины из указанных марок выпускаются с тонким покрытием из нитрида титана. По мнению фирмы Sandvik Coromant данная мера позволяет значительно проще контролировать износ пластин. Фирмой также выпускаются пластины из аналогичных марок кубического нитрида бора CB20 и CB50, но без покрытия.

Для обработки закаленных сталей обычно используются различные сорта керамики. Фирма Sandvik Coromant в настоящее время выпускает все виды керамики и активно ведет разработки новых марок. Оксидная керамика СС 620 выпускается на основе оксида алюминия с небольшими добавками оксида циркония для повышения прочности. Она обладает самой высокой износостойкостью, однако может использоваться только хороших условиях из-за невысокой прочности и теплопроводности. Более универсальна смешанная керамика СС650 на основе оксида алюминия с добавками карбида кремния. Она обладает более высокой прочностью и хорошей теплопроводностью, что позволяет использовать ее даже при прерывистой обработке. Наибольшей прочностью обладает так называемая вискеризованная керамика СС670. В состав которой, также входит карбид кремния, но в виде длинных кристаллических волокон, которые пронизывают основной материал. Основная область применения этой марки керамики – обработка жаропрочных сплавов на никелевой основе, но вследствие высокой прочности она применяется и для обработки закаленной стали в неблагоприятных условиях. Режимы резания при использовании пластин из керамики также как и в случае в кубическим нитридом бора варьируются в широких пределах. Это объясняется в большей степени не различиями в свойствах инструментального материала, а разнообразием условий обработки, когда достигается достаточный нагрев в зоне резания и соответственно снижение усилий и износа. Обычно оптимальная скорость резания лежит в диапазоне 50-200 м/ мин. Причем не обязательно снижение скорости резания приводит к повышению стойкости, как в случае с твердым сплавом.

Производительность при обработке закаленных материалов до сего момента достигалась за счет изменения конструкции инструмента и усовершенствования оборудования. Сейчас, новые инструментальные материалы позволяют работать с высокими скоростями, а геометрия режущей части достигать высоких значений рабочих подач. Кроме того, возможность обработки деталей за один установ при токарной или фрезерной обработке дает значительное снижение вспомогательного времени.

Величина подачи зависит от геометрии вершины режущего инструмента. Для инструментов с вершиной оформленной по радиусу, подача оказывается жестко связанной с требованием обеспечения заданного качества поверхности. Обычное значение подачи 0,05…0,2 мм/об. Но сейчас на рынке появились пластины, именуемые Wiper, которые позволяют увеличить её. При обработке такими пластинами значение подачи на практике может быть увеличено вдвое, причем качество поверхности не пострадает. Эффект Wiper возникает за счет модификации вершины пластины и создания специальной зачистной режущей кромки большого радиуса, которая является продолжением основного радиуса скругления. Зачистная режущая кромка обеспечивает при работе пластины минимальный вспомогательный угол в плане, что позволяет увеличивать рабочую подачу без потери качества обработанной поверхности. При увеличении подачи вдвое сокращается и путь резания, а соответственно и износ пластины. Революционность этого решения в том, что повышение производительности достигается одновременно с увеличением ресурса инструмента.

Читайте также:  Чем просверлить отверстие в стекле

Пластины Wiper были впервые предложены фирмой Sandvik Coromant и сейчас находят все большее распространение. Так, для пластин из КНБ и керамики уже существует два варианта геометрии Wiper. Геометрия WH – основная геометрия позволяющая достигнуть максимальной производительности. Дополнительная геометрия WG создаёт низкие усилия резания и применяется для высокоскоростной обработки при высоких требованиях к качеству обработанной поверхности.

Пластины Wiper из КНБ и керамики выводят чистовую и финишную обработку закаленных материалов на новые уровни производительности.

Основные преимущества обработки закаленных материалов точением:
высокая производительность за счет высоких скоростей резания и снижения вспомогательного времени;
высокая гибкость применения;
процесс проще, чем шлифование;
нет прижогов;
минимальные коробления заготовки;
дополнительное повышение производительности за счет высоких значений подачи при использовании пластин Wiper;
возможность унификации оборудования для полной обработки детали;
безопасный и экологически чистый процесс обработки.

Тесты по технологии для мальчиков.

Скачать:

Вложение Размер
8-9_kl.docx 19.02 КБ

Предварительный просмотр:

Тесты олимпиады школьников по технологии

для учащихся 8-9 классов (мальчики)

Обведите кружком букву, соответствующую варианту правильного

1. Размер детали по чертежу равен 41±0,2 . Годными являются детали, имеющие размеры:

2. Способом обработки металла давлением является:

3. В технике пропильной обработки можно сделать:

б) ажурный крючок;

4. К контрольно- измерительному инструменту относятся:

5. Деревообрабатывающие станки — это:

а) энергетические машины;

б) транспортные машины;

в) технологические машины.

6. Толщина детали должна быть 30 мм, а заготовка имеет толщину 34 мм Её надо обработать с обеих сторон. Припуск на обработку одной стороны детали равен:

7. Диаметр заготовки равен 40 мм, а требуемый диаметр 38 мм. Какова должна быть глубина резание:

8. Из приведённых материалов сплавами являются:

9. Для получения отверстия в детали на станке используют:

10. Какой станок предназначен для обработки цилиндрических поверхностей:

г) фрезерный с ЧПУ.

11. Изготовление детали из древесины начинается:

б) с выбора заготовки;

в) с обработки заготовки;

г) с зачистки заготовки.

12. Удаление гвоздей возможно с помощью:

в) плотницкого молотка;

13. Изготовление изделия начинается с:

а) определения размера и формы заготовки;

б) подбора материала;

в) изучения эскизов и чертежей изделия;

г) составления плана работы.

14. Каким столярным инструментом размечают и проверяют углы в45°?

15. Видом художественной обработки древесины является:

16. К цветным сплавам относятся:

17. Неразъёмное соединение можно реализовать с помощью:

18. Какие металлы и сплавы обладают свойством жидкотекучести?

19. Какие сплавы хорошо обрабатываются на станках:

20. Для рубки металлов используется:

21. Для ручной резки металлов используется:

г) слесарная ножовка.

22. Для опиливания металлов используется:

г) слесарная ножовка.

23. Разъёмные соединения деталей можно получить с помощью:

г) резьбовых соединений.

24. Для чего служит электромагнитное реле?

а) для включения и выключения электрических устройств на значительном расстоянии;

б) для притягивания стальных предметов;

в) для преобразовании эл. энергии в механическую.

25. Для того, чтобы проявлять своё внимание к другому человеку,

а) учитывать его мнение;

б) требовать его уважение к себе;

в) отмечать его ошибки;

г) подчёркивать его недостатки.

26. Выполнение проекта завершается:

а) обоснованием оптимальной идеи проекта;

б) выполнением изделия;

в) оформлением пояснительной записки;

г) защитой проекта.

27. Целью предпринимательской деятельности является:

а) обман потребителей;

б) использование рекламы;

в) удовлетворение потребностей людей.

28. Разность между наибольшим и наименьшим допустимыми размерами детали называют:

а) номинальным размером;

б) верхним отклонением;

29. Для передачи информации в телевидении используются:

в) электромагнитные волны;

г) поле тяготения.

30. Преобразование звуковых колебании в электрические осуществляется с помощью:

в) акустической системы;

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Этот тест презназначен для учащихся 9-11-х классов для их подготовки к городскому туру олимпиад. К заданиям даны ключи.

Презентация к олимпиаде по МХК для 8-9 классов.

Данный материал представляет собой олимпиадые задания по географии для 8-9 классов на школьном уровне. Целями школьного этапа Олимпиады по географии являются: стимулирование интереса обучающихся .

Школьная олимпиада по английскому языку в 8-9 классе содержит задания по всем компетенциям. Ключи, баллы.

Тесты по технологии для мальчиков.

Тесты по технологии для мальчиков.

Проверка знаний учащихся на школьном уровне в 8,9,10,11 классах.

1.3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ПО ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ РЕЗАНИЕМ

Развитие техники связано с созданием и освоением технологии обработки сталей и сплавов с особыми физико-механическими свойствами, важнейшими из которых являются коррозийная стойкость в различных средах, жаропрочность и высокая механическая прочность. Коррозионно-стойкие, жаропрочные и высокопрочные материя- лы содержат железо, никель, титан, молибден, вольфрам и другие элементы. Специальные стали обладают достаточной прочностью при температуре до 700°С; сплавы на основе никеля — до 1100°С; сплавы на основе молибдена и ниобия обладают достаточной прочностью при температуре до 1500°С; сплавы на основе вольфрама — до 2000°С. Для работы в условиях термических ударов или воздействия тепловых потоков применяются комбинированные материалы, состоящие из пористого вольфрама (плотностью 75-80% от компактного), пропитанного легкоплавким металлом — медью или серебром; последний, плавясь и испаряясь, охлаждает изделие [4], [7], [18], [28], [35], [66].

Широкое применение находят материалы с высокой удельной прочностью. Из труднообрабатываемых материалов к ним в основном относятся титановые сплавы и высокопрочные стали. Титановые сплавы обладают также высокой коррозионной стойкостью в большинстве агрессивных сред. Применяются три группы высокопрочных сталей.

  • 1. Низколегированные высокопрочные стали, содержащие 0,25-0,45% С; до 5% Сг; до 2,5% Ni; марганца, молибдена и вольфрама до 1,5% каждого; ванадия и кремния до 1% каждого. Эти стали в зависимости от химического состава и режима термической обработки имеют предел прочности 1500-2150 МПа.
  • 2. Коррозионно-стойкие (нержавеющие) высокопрочные стали, содержащие около 12% Сг и примерно в таком же количестве, как и предыдущие стали, другие легирующие элементы. Путем закалки и отпуска предел прочности не может быть повышен до 1700 МПа. Термомеханическим упрочнением прочность обеих групп сталей может быть увеличена до 2540-2900 МПа. Однако для деталей, работающих в тяжелых условиях, применяются стали с ов = 1400-1700 МПа, так как стали с большей прочностью имеют низкую пластичность и малое сопротивление распространению трещины.
  • 3. Безуглеродистые мартенситно-стареющие стали содержат до 17-19% Ni, до 7-9% Со, до 4-6% Мо и 0,5-1%

Ti. После закалки с 800-850°С и старения при 480-500°С эти стали имеют высокую прочность и достаточно высокую пластичность: ств = 1800-2000 МПа; 5 = 8-12%; у = 40- 60%. Повышение содержания кобальта в этих сталях до 12-16% и молибдена до 8-12% при 12-13% никеля позволяет после старения получить ов = 1700 МПа; б = 8%; 1 = 42%; HRC 62. Однако с повышением жаропрочности сталей и сплавов имеется определенная тенденция к снижению применяемых скоростей резания; при обработке ряда жаропрочных сплавов применяются скорости резания в 10-20 раз меньшие, чем при обработке стали 45. Скорости резания, применяемые при обработке высокопрочных сталей, как правило, обратно пропорциональны квадрату их предела прочности.

Основной причиной низкой обрабатываемости труднообрабатываемых сталей и сплавов является возникновение при их обработке больших сил и высоких температур в зоне резания. При обработке жаропрочных сталей силы резания в 1,5 раза больше, а при обработке жаропрочных сплавов 2-2,5 раза больше, чем при обработке стали 45. При обработке заготовок из титановых сплавов возникают примерно такие же силы, что и при обработке заготовок из стали 45. При точении заготовок из высокопрочных сталей силы резания в 2-3 раза больше, чем при точении заготовок из стали 45. Большие силы при резании заготовок из труднообрабатываемых сталей и сплавов обусловливают большое количество теплоты, выделяющееся на единицу срезаемого объема металла. Кроме того, большинство труднообрабатываемых сталей и сплавов имеет низкую теплопроводность, что приводит к возникновению высоких температур в зоне резания.

Читайте также:  Как правильно подцепить двойной выключатель

При обработке заготовок из титановых сплавов усадка стружки весьма мала и при определенных условиях происходит не усадка, а удлинение стружки. Это явление названо «отрицательной» усадкой стружки. Причиной малой усадки стружки при резании титановых сплавов является их низкая пластичность. Малая усадка обусловливает малую площадь контакта стружки и передней поверхности инструмента и большую скорость перемещения стружки по передней поверхности инструмента, что вызывает высокие контактные давление и температуру.

Большие силы, возникающие при резании труднообрабатываемых материалов, вызывают необходимость обеспечения большой жесткости технологической системы. Высокие контактные температуры являются основной причиной низкой стойкости инструмента и необходимости использования малых скоростей резания при обработке труднообрабатываемых материалов.

Все специальные стали и сплавы классифицированы [35]. В основу классификации положен химический состав материалов, поскольку от него в основном зависит обрабатываемость жаропрочных сталей и сплавов. По предлагаемой классификации все рассматриваемые стали и сплавы разделены на восемь групп, в каждую из которых объединены стали или сплавы примерно одинакового химического состава, одинаковых механических свойств и близкой обрабатываемости резанием.

При разработке новых марок труднообрабатываемых сталей и сплавов классификация дает возможность относить их по химическому составу к соответствующей группе. При этом молено приближенно определять трудоемкость механической обработки заготовок из новых материалов.

При составлении классификации были приняты следующие определения специальных сталей и сплавов:

  • 1) под теплостойкими понимаются стали, обладающие способностью противостоять деформации и разрушению при механическом нагружении в области температур ниже 550°С, когда не возникает опасности интенсивного окали- нообразования;
  • 2) под коррозионно-стойкими (нерясавеющими) понимаются стали, обладающие стойкостью против электрохимической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой, морской и др.);
  • 3) под жаростойкими (окалиностойкими) понимаются стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550°С, работающие в ненагруженном или малонагруженном состоянии;
  • 4) под жаропрочными понимаются стали и сплавы, обладающие способностью работать в нагруженном состоянии при высоких температурах (выше 700°С) в течение определенного времени, имеющие при этом достаточную окалиностойкость;
  • 5) под высокопрочными сталями понимаются стали, у которых ав > 1500 МПа.

Стали, отнесенные к I группе, характеризуются содержанием хрома до 6%, никеля до 3%, молибдена до 0,6%, ванадия до 0,8% и кремния до 2%. Они являются теплостойкими материалами, применяются при изготовлении впускных и выпускных клапанов двигателей, лопаток и дисков турбин, а также деталей котельных установок, работающих при температурах до 500-600°С. Обрабатываемость сталей I группы вполне удовлетворительная, почти не отличается от обрабатываемости углеродистых и низколегированных конструкционных сталей соответствующей прочности.

Стали II группы характеризуются высоким содержанием хрома (более 12%) и небольшим содержанием (до 4%) других легирующих элементов. Они применяются в основном для изготовления арматуры, турбинных лопаток и дисков, работающих при температурах до 500-550°С (12X13, 20X13, 15Х12ВМФ, ЭИ961 и др.), хирургического инструмента, шарикоподшипников (30X13, 40X13) и других деталей с высокой коррозионной стойкостью. В эту же группу объединены высокохромистые стали, которые после закалки и соответствующего отпуска имеют предел прочности более 1500 МПа (ЭП311).

Обрабатываемость этих сталей в указанном состоянии соответствует обрабатываемости высокопрочных сталей VIII группы. Однако, поскольку при обработке заготовок из этих сталей основной припуск срезается в отожженном состоянии заготовки, когда обрабатываемость их аналогична обрабатываемости высокохромистых сталей с ств = 800- 950 МПа, они отнесены ко II группе.

Механическая обработка заготовок из стали II группы производится как после отжига (12X13, 20X13, 14Х17Н2, 15Х12ВМФ и др.), так и после термической обработки ств = 950-1400 МПа (30X13, 40X13, ЭИ961, ЭП56, ЭП65

и др.). В отожженном состоянии заготовки из этих сталей имеют удовлетворительную обрабатываемость: скорости резания примерно в 1,5-2 раза ниже скоростей резания, применяемых при обработке заготовок из стали 45. С повышением прочностных характеристик сталей в результате их термической обработки обрабатываемость высокохромистых сталей резко снижается. Заготовки из стали этой группы, термически обработанные до св > 1000 МПа, по возможности должны обрабатываться инструментом из твердых сплавов.

При обработке заготовок из сталей II группы в отожженном состоянии получить поверхности высокого класса шероховатости затруднительно, особенно при нарезании резьбы, протягивании, цилиндрическом фрезеровании и других операциях.

Аустеничные стали, отнесенные к III группе, содержат большое количество хрома (более 15%), никеля (более 5%) и в небольшом количестве другие легирующие элементы (титан, кремний и др.). К этой группе отнесены также стали аустенитно-ферритного и аустенитно-мартенситного классов. Стали аустенитно-ферритного класса (ЭИ811) по обрабатываемости резанием аналогичны стали 12Х18Н10Т. Стали аустенитно-мартенситного класса (ЭИ904, ЭИ925) по технологическим характеристикам близки к аустенитным, а по прочностным — к мартенситным сталям. После отжига обрабатываемость этих сталей близка к обрабатываемости стали 12Х18Н10Т, а после закалки и отпуска — к сталям II группы соответствующей прочности.

Стали III группы получили широкое распространение как кислостойкие, нержавеющие и жаропрочные материалы. Они применяются почти во всех отраслях промышленности для изготовления деталей сварной аппаратуры, лопаток и заклепок компрессорных машин, паровых труб и других деталей, работающих в условиях, вызывающих коррозию металла, или в условиях высоких температур — до 800°С. Скорости резания, применяемые при обработке заготовок из сталей III группы, примерно в два раза ниже скоростей резания, применяемых при обработке заготовок из стали 45.

К IV группе относятся сложнолегированные стали аустенитного класса, содержащие в большом количестве хром (12-25%), никель (более 5%) и в несколько меньшем количестве марганец, молибден, титан, вольфрам, ванадий и другие легирующие элементы. В ряде сталей содержание никеля снижено за счет увеличения содержания более дешевого и менее дефицитного марганца (ЭИ481, ЭИ835 и др.). Из сталей этой группы изготовляют диски и лопатки газовых турбин, детали газопроводных систем и крепежные детали, работающие при температурах до 650-750°С, а при умеренных напряжениях до 800-950°С. Обрабатываемость резанием заготовок из сталей IV группы в 3-4 раза ниже обрабатываемости заготовок из стали 45.

К V группе относятся жаропрочные деформируемые сплавы на никелевой и железоникелевой основах, легированные большим количеством хрома (10-20%) и несколько меньшим количеством титана, алюминия, вольфрама, молибдена и другими элементами. Они применяются для изготовления деталей машин, работающих при больших нагрузках и высоких температурах — от 750 до 900-950°С (дисков, рабочих и направляющих лопаток и других деталей х’азовых турбин). Обрабатываемость резанием заготовок из сплавов V группы в 6-12 раз ниже обрабатываемости заготовок из стали 45.

Читайте также:  Преобразователь напряжения инвертор 220 12v

Литейные жаропрочные сплавы VI группы широко применяются для изготовления сопловых лопаток, цельнолитых роторов и других деталей газовых турбин. Они более легированы и вследствие этого более жаропрочны, чем деформируемые жаропрочные сплавы. Из-за неоднородной литой структуры механические свойства их различаются значительно. По обрабатываемости резанием они отличаются от сплавов V группы. Различная обрабатываемость литейных и деформируемых жаропрочных сплавов объясняется тем, что литейные сплавы менее вязки, силы резания при их обработке значительно ниже, чем при обработке деформируемых сплавов. В литейных и жаропрочных сплавах имеется большое количество интерметаллид- ных и карбидных включений, которые сильно влияют на износостойкость инструмента. Это создает более благоприятные условия для работы твердосплавного инструмента и менее благоприятные условия для работы инструмента из быстрорежущей стали.

Высокая прочность, коррозионная стойкость и способность выдерживать высокие температуры сделали никелевые сплавы популярными в аэрокосмической отрасли и при химической обработке. Но те же свойства делают материалы труднообрабатываемыми. На большинстве предприятий, обрабатывающих сталь и чугун, применяются скорости резания порядка 300 м/мин. При этом образующееся тепло размягчает стружку и, соответственно, уменьшается давление на режущую кромку. Но при резании никелевого сплава стружка не размягчается и давление на кромку велико.

Устойчивость при высоких температурах позволяет применять никелевые сплавы в реактивных двигателях, но их обработка часто вызывает скалывание и деформацию режущей части инструмента. Низкая теплопроводность сплавов и интенсивное тепловыделение усложняет процесс резания. Для уменьшения тепловыделения и давления на режущие грани инструмента применяют скорости резания порядка 60-75 м/мин. Низкие скорости поддерживают из- за дороговизны изделия из никелевых сплавов, например кожух реактивного двигателя по разным данным может стоить 100 000 долл. США.

Никельсодержащие сплавы склонны к деформационному твердению при резании, а также твердеют при старении. Сплав Inkonel 718, имеющий начальную твердость HRC 34, после срезания припуска в несколько мкм может иметь твердость на поверхности HRC 45. Это вызывает надрезы на режущих кромках; затрудняется получение заданных размерных допусков, нарушается структурная однородность поверхности. Поврежденная поверхность снижает усталостную прочность изделия, поэтому очень важно поддерживать режущие кромки инструмента в хорошем состоянии, когда обрабатываются никелевые сплавы.

В результате твердения никелевого сплава выделяются частицы вторичных фаз; сплав становится более прочным и абразивным, соответственно его труднее обрабатывать. Поэтому предпочтительно обрабатывать материал в более мягком состоянии. Обычно лучше всего выполнять черновую и получистовую обработку, когда сплав только что отлит и находится в состоянии твердого раствора, после твердения при старении осуществлять только чистовое резание. При этом получается качественная поверхность и минимизируется риск деформирования из-за тепловыделения.

При черновом точении никелевых сплавов обычно используются керамические инструменты при скоростях резания до 240 м/мин. Они, как правило, имеют закругленную режущую кромку, закругление придает ей дополнительную прочность. Но такой неострый инструмент деформационно упрочняет материал, поэтому применяется только для чернового резания. Поскольку керамика — хрупкий материал, рекомендуется осуществлять врезание при вдвое меньшей подаче. Вместе с тем, керамика плохо подходит для обработки грубых поверхностей, например отливок с отклонениями от круглости, так как возможны сколы на режущих кромках. В таких случаях эффективнее непокрытый твердый сплав ВК6М или ВК60М, а в некоторых случаях этот твердый сплав эффективен с покрытием TiAIN и др.

Сплавы на титановой основе VII группы широко применяют в различных областях техники. В ряде конструкций они вытесняют алюминиевые сплавы и нержавеющие стали. В настоящее время применяется большая гамма титановых сплавов (более 50 марок) с широким диапазоном обрабатываемости резанием, которая зависит от предела прочности сплава.

Заготовки из титановых сплавов с о 900 МПа инструментом из быстрорежущих сталей затруднена. При работе по окалине и альфированному слою следует применять инструменты, оснащенные твердым сплавом, керметами или СТМ.

Титан существует в виде двух кристаллографических форм. Чистый титан при комнатной температуре имеет плотно упакованные кристаллы, известные как альфа-фаза. При температуре около 880°С эта фаза преобразуется в объемно-центрированную кубическую структуру, известную как бета-фаза. Добавлением легирующих элементов при термомеханической обработке создаются различные титановые сплавы сочетающие альфа- и бета-фазы; получаются заданные свойства материалов.

Титановый сплав Ti-6A1-4V (содержащий 6% алюминия и 4% ванадия) сочетает альфа- и бета-фазы и используется для изготовления дисков для газотурбинных двигателей, лопаток и других компонентов, которые должны сохранять прочность при температурах порядка 315°С. Этот сплав приобрел популярность благодаря следующим характеристикам: прочность при растяжении в отожженном состоянии 900 МПа, плотность 4,42 г/см 3 , низкая теплопроводность. Сплав выдерживает высокие температуры при резании, когда 80% выделяемого тепла переносится в инструмент. При этом возможны образование нароста и скалывание режущей кромки, что ведет к преждевременному выходу из строя инструмента.

При фрезеровании титана интенсивность тепловыделения зависит главным образом от частоты вращения инструмента. При увеличении подачи на зуб или силы резания увеличивается толщина стружки и, соответственно, снижается температура инструмента. Повышенная интенсивность съема металла может быть получена за счет увеличения подачи на зуб, когда выбраны оптимальные осевые глубины резания и радиальная ширина среза.

Высокая прочность титанового сплава Ti-6A1-4V и низкая теплопроводность сделали его одним из самых труднообрабатываемых материалов. Еще более прочными являются сплавы Ti-5A1-5V, Мо-ЗСг и Ti-10V-2Fe-3Al, область применения которых расширяется, но по обрабатываемости они вдвое сложнее сплава Ti-6A1-4V.

Материал имеет очень хорошее соотношение «прочность — масса»; его плотность составляет 60% по отношению к стали, а прочность такая же или выше, чем у большинства стальных сплавов. Поскольку его пластичность вдвое выше, чем у сталей, детали из титана характеризуются повышенной долговечностью и усталостной прочностью.

На поверхности титана обычно образуется оксидная пленка, которая защищает металл от коррозии; материал является инертным и биосовместимым. Хотя начальные силы резания лишь немного выше, чем для стали, титан склонен к деформационному упрочнению, а при высоких температурах он сплавляется с другими материалами. Упругость титана затрудняет его обработку резанием: отделенная стружка пружинит обратно. Титан характеризуется также низкой теплопроводностью. По данным фирмы Niagara Cutte (США), при резании стали 75% тепла переходит в стружку, 15% на инструмент и 10% на заготовку. При резании титана только 25% тепла переходит в стружку, 15% в заготовку и 60% в инструмент.

Концентрированный перенос большого количества тепла при резании титана на режущую кромку существенно уменьшает ресурс стойкости инструмента. Реактивность при высоких температурах сопровождается диффузией материала между инструментом и заготовкой, что ускоряет образование лунки на передней поверхности и появление надрезов.

К VIII группе относятся низколегированные высокопрочные стали. В состоянии отжига их обрабатываемость идентична обрабатываемости обычных конструкционных сталей. После закалки и отпуска, в зависимости от предела прочности, их обрабатываемость снижается в 5-8 раз. В связи с этим технологический процесс обработки заготовок из высокопрочных сталей должен строиться таким образом, чтобы под закалку и отпуск оставался минимальный припуск, необходимый для устранения возможных деформаций и чистовой обработки.

Исходя из химического состава и механических свойств, можно полагать, что обрабатываемость дисперси- онно-твердеющих высокопрочных сталей в отожженном состоянии в 3-4 раза, а после закалки и старения в 10- 12 раз ниже обрабатываемости стали 45.

Комментировать
84 726 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Инструменты
0 комментариев
No Image Инструменты
0 комментариев
No Image Инструменты
0 комментариев
No Image Инструменты
0 комментариев
Adblock detector