Краткие сведения из теории. Инструментальные материалы работают в тяжелых условиях, что обусловлено процессом резания (обработки) различных металлических ма­териалов

Инструментальные материалы работают в тяжелых условиях, что обусловлено процессом резания (обработки) различных металлических ма­териалов. Резец представляет собой клин, который внедряется в обрабаты­ваемую заготовку, срезая с ее поверхности слой металла. Поэтому, чтобы клин внедрялся в заготовку, не деформируясь, он должен обладать значи­тельно большей твердостью, чем обрабатываемый материал. Следователь­но, первым требованием, которое предъявляют к инструментальным мате­риалам, является его высокая твердость.

Срезаемый слой стружки оказывает давление на переднюю по­верхность резца (или любого другого инструмента). Инструмент должен выдерживать эти давления без заметного деформирования, и не разрушаясь. Кроме того, из-за неравномерного припуска на заготовках в процессе реза­ния изменяются силы резания. Поэтому вторым требованием является вы­сокая механическая прочность инструментального материала. Кроме того, инструментальный материал должен обладать высоким пределом выносливости и ударной вязкостью, что особенно важно для материалов штампов.

В процессе резания вследствие образования стружки, трения сбе­гающей стружки о переднюю поверхность и главной задней поверхности о поверхность резания возникает большое количество тепла, из-за чего слой на передней поверхности резца может нагреваться до 900° С и более. При этом контактные поверхности резца теряют свою исходную твердость, размягчаются и быстро изнашиваются. Поэтому третьим требованием, предъявляемым к инструментальным материалам, является его высокая те­плостойкость.

Под теплостойкостью (красно­стойкостью) понимают способ­ность инструментального мате­риала сохранять при нагреве твердость, обеспечивающую процесс резания. В результате перемещения стружки по перед­ней поверхности и поверхности резания по задней поверхности возникают большие контактные напряжения, обуславливающие износ инструмента. Поэтому, четвертым требованием, предъ­являемым к инструментальным материалам, является его высокая износостойкость. Износостойкость ма­териала зависит от твердости, прочности и теплостойкости.

В металлообрабатывающей промышленности используется большое количество различных инструментов. Поэтому инструментальный матери­ал должен быть сравнительно дешевым и не содержать дорогостоящих элементов.

Инструментальные материалы делят на 5 типов:

1) углеродистые стали (с пониженной прокаливаемостью);

2) легированные стали (с повышенной прокаливаемостью);

3) быстрорежущие стали;

4) штамповые стали (в данной лабораторной работе не рассматриваются);

5) твердые сплавы.