Инструментальные материалы. Требования к инструментальным материалам
Требования к инструментальным материалам
В общем случае к инстр матер-м пред-ся треб-я:
1. Эксплуатационные требования – св-во, обесп-е режущую спос-ть инстр, т.е. возможность осуществлять обработку резанием;
2. Технологические требования – хорошая обраб-ть, спос-ть к ПД и необходимые свойства термической обработки;
3. Экономические – возможна низкая стоимость и минимальные затраты на изготовление инструмента.
К показ-м эксплуат-й группы относ: тв-ть, прочн-ть, теплос-ть, теплопров-ть, сродство с обраб-м материалом, износостойкость.
Твёрдость – что бы реж. Инстр-т мог срезать слой обраб-го матер и превратить его в стружку твёрдого инстр-го матер-ла, его св-ва должны значит превышать св-ва обраб-го матер. Как прав, тв-ть инстр-го материала > HRC60. Твёрдость инструментального материала может быть естественной, т.е. свойственной этому материалу при его образовании; и может быть получена специальной обработкой. Так например, в результате термической обработки твёрдость инструментальной стали существенно повышается. Возможность получения той или иной твёрдости определяется химическим составом. Во многом твёрдость зависит также от получаемой макро- и микроструктуры материала. Практически, любой инструментальный материал можно представить как сочетание твердых и связующих фаз.
Прочность. В процессе резания в пределах площадки контакта напряжения достигают больших значений (сотни МПа). Они обусловлены возникающими силами резания (десятки кН). К тому же, в случае прерывистого резания нагружение носит знакопеременный характер. Потому износостойкий материал должен сочетать высокую твёрдость с хорошей сопротивляемостью на сжатие и изгиб. Обладать высоким пределом выносливости и ударной вязкости.
Теплостойкость и теплопроводность. Основное время в процессе работы инструментальный материал находиться в контакте с обрабатываемым. В результате процесса деформирования срезаемого слоя, трения стружки, трения с обрабатываемой поверхностью выделяется тепло. В процессе эксплуатации инструмент испытывает воздействие весьма высокой температуры (около 100). При нагреве материал теряет свою твердость, т.е. размягчается.
Нагрев ниже некоторого критического значения Θْкр приводит к сравнительно незначительным изменениям свойств. Причём при прекращении нагрева исходная твердость восстанавливается. При нагреве выше Θْкр в инст рументальном матер. происходят необрати мые структурные изменения, связанные со снижением твёрдости.
Теплостойкость характеризуется темпе ратурой, при которой в течении оп ределённого промежутка времени сохраняется первоначальная твердость инструментального материала. Теплостойкость оказывает основное влияние на работу инструмента.
Увеличение работоспособности режущего инструмента можно достичь не только за счёт повышения износостойкости, но и благодаря увеличению отвода тепла из зоны резания. Кроме того, высокая теплопроводность инструментального материала снижает вероятность появления брака при заточке инструмента.
Сродство с обрабатываемым материалом. В процессе резания под действием высокой удельной температуры и давления оксидные и другие плёнки на трущихся поверхностях режущей кромки разрушаются. Происходит непосредственный контакт обрабатываемого и инструментального материала. В определённой мере этот процесс может быть охарактеризован коэффициентом трения, который оказывает влияние на износостойкость.
Износостойкость. Под износостойкостью понимается возможность инструментального материала сопротивляться при резании удалению его частиц с контактных поверхностей. Износостойкость является комплексным эксплуат показ-м, она зависит от тв-ти, прочн и тепл-ти, а также от усл-й рез-я. Износост-ть опред-ся отнош-ем работы сил терния к массе продукта износа: 
Также исп-ся понятие интенсивности изнаш-ния, кот выражает скорость нарастания массы продуктов на пути контакта: 