Инструментальные стали и сплавы

При неправильном проведении этих процессов на твердом сплаве появляются трещины, которые могут быть как глубокими, так и поверхностными с незначительной глубиной проникновения. Титановольфрамокарбидные сплавы типа ТК более чувствительны к появлению трещин, чем вольфрамокарбидиые сплавы типа ВК.

Теплопроводность сплавов типа ТК в 2—3 раза меньше теплопроводности сплавов типа ВК. Теплоемкость твердых сплавов сравнительно мала и в 2—2,5 раза меньше теплоемкости быстрорежущей стали. Коэффициент линейного расширения твердых сплавов типа ТК почти в 2 раза меньше, чем для углеродистой стали, из которой изготовляются державки и корпуса. Поэтому из-за разницы в значениях коэффициентов линейного расширения пластинок твердого сплава и стальной державки при напайке могут возникать дополнительные напряжения, следствием которых является образование трещин, отслаивание пластинок.

С повышением в сплавах ТК содержания карбидов титана склонность к появлению трещин значительно возрастает.

Твердые сплавы обладают малой пластичностью и могут успешно работать только при постоянных нагрузках. При переменных нагрузках и вибрациях твердые сплавы выкрашиваются. Пластичность твердых сплавов уменьшается с уменьшением содержания в сплаве кобальта, однако их режущие свойства повышаются.

Твердые сплавы стремятся заменить более дешевыми минералокерамическими материалами, которые получают из глинозема (окиси алюминия Al₂O₃). Инструментальные минералокерамические материалы (например, керамика марки ЦМ-332) имеют достаточную прочность, высокую твердость (HRA 89—95) и повышенную теплостойкость (до 1100—1200° С). Их высокая износостойкость позволяет производить резание с очень высокими скоростями при весьма малом износе инструмента.

Однако минералокерамика обладает низкой ударной вязкостью, малой пластичностью и большой хрупкостью, поэтому применение минералокерамики в настоящее время ограничивается только операциями чистовой и получистовой обработки с равномерным припуском и на станках достаточно высокой жесткости.

Алмаз как инструментальный материал известен очень давно. Твердость алмаза является наиболее высокой из всех твердых тел, а его износостойкость при обработке некоторых материалов в сотни и тысячи раз превосходит износостойкость обычных абразивных материалов и твердых сплавов.

Алмазы могут использоваться в виде однокристального и многокристального инструмента. Для однокристального инструмента применяются природные алмазы, а для многокристального могут использоваться синтетические и природные алмазы. В последнее время применение алмазов в нашей стране резко возросло, так как были открыты богатейшие месторождения природных алмазов в Якутии и организовано промышленное производство синтетических алмазов.

Инструменты, оснащенные кристаллами алмаза (резцы, сверла и т. п.), используются для обработки цветных металлов, пластмасс, стекла и других неметаллических материалов. Сравнительно большое количество природных алмазов необходимо для изготовления алмазных правящих инструментов, обеспечивающих восстановление формы и режущих свойств рабочей поверхности абразивных кругов.

Размеры синтетических алмазов пока сравнительно малы (менее 0,5 мм, хотя получены и более крупные кристаллы диаметром до 2—3 мм), они используются преимущественно в качестве алмазно-абразивного инструмента.

Попов С.А. Заточка режущего инструмента