A nagy keménységű anyagokat főként koptató kopásnak kitett mechanizmusokban használják.

Az egyszerű anyagok közül csak a gyémántnak és a bórnak van nagy keménysége.

A nagy keménységű anyagok túlnyomó többsége tűzálló kémiai vegyületek (karbidok, nitridek, boridok, szilicidek).

A tömör kötések nagy ridegsége és megmunkálásuk nehézsége miatt az alkatrészek gyártása belőlük a legtöbb esetben nem praktikus vagy gazdaságilag nem kifizetődő. Fő alkalmazási területük a különféle módon felvitt kompozit anyagok és bevonatok szilárd összetevői.

Szuperkemény anyagok

Ide tartoznak a szén (gyémánt) és a bór-nitrid köbös módosításai.

A por formájú szintetikus gyémántokat csiszolószerszámok és csiszolókéregek, sűrű polikristályos képződmények (Ballas, Carbonado) formájában csiszolószerszámok, marók, húzószerszámok előállítására használják.

Szintetikus és természetes gyémántok mikroporok keverékének szinterezésével sűrű polikristályos gyémántképződményeket kapunk - CB és Dismit.

Az SV márkájú gyémántokat fúrószárak és fúrók, valamint nem fémes anyagok vágására használják.

A Dismit bányászati ​​​​szerszámok, vágószerszámok (vágók, fúrók és mások) gyártásához használják színesfémek és ötvözetek, műanyagok, üvegszálak feldolgozásához.

Köbös bór-nitrid

Csak szintetikusan nyert hatszögletű módosításból. Főleg csiszolószerszámok gyártására használják. Keménységét tekintve gyengébb a gyémántnál, de hőállóságban jelentősen felülmúlja azt.

Az USA-ban köbös bór-nitridet Borazon néven, a FÁK-ban Elbor és Cubonite néven állítanak elő. Márkájuk rendre LO és KO normál erősségű, LR és KR - megnövelt.

Az Elbor és Cubonite alapú polikristályos anyagok fajtáit - Elbor-R, Hexanite-R, ISMIT, PNTB, COMPOSITE és mások ... különféle formájú lemezek formájában állítják elő. Nehezen vágható edzett acélok, öntöttvasak és HRC> 40 keménységű ötvözetek feldolgozásához használt fémvágó szerszámok készítésére szolgálnak. Egy ilyen szerszám tartóssága 10-20-szor nagyobb, mint egy keményfém szerszámé, a termelékenység 2-4-szeresére nő.

Szuperkemény anyagok (STM) – ezek közé tartoznak a gyémántok (természetes és szintetikus) és a köbös bór-nitrid alapú kompozit anyagok.

gyémánt- a szén egyik módosulása. A kristályrács köbös szerkezete miatt a gyémánt a természetben ismert legkeményebb ásvány. Keménysége 5-ször nagyobb, mint egy keményötvöté, szilárdsága azonban csekély, és a természetes gyémánt egykristályai a kritikus terhelések elérésekor apró darabokra törnek. Ezért a természetes gyémántokat csak olyan befejező műveleteknél használják, amelyeket alacsony teljesítményű terhelés jellemez.

A gyémántok hőállósága 700...800 °C (magasabb hőmérsékleten a gyémánt kiég). A természetes gyémántok magas hővezető képességgel és a legalacsonyabb súrlódási együtthatóval rendelkeznek.

A természetes gyémánt betűvel van jelölve DE , szintetikus - AC . A természetes gyémántok egyedi egykristályok és töredékeik, vagy egymásba nőtt kristályok és aggregátumok. A szintetikus gyémántokat finom szemcsés porok formájában állítják elő, és csiszolókorongok, paszták és mikroporok készítésére használják. Külön csoportot alkotnak az ASB (Ballas) és ASPK (Carbonado) minőségű polikristályos gyémántok (PCD). A PCD polikristályos szerkezetének köszönhetően sokkal jobban ellenáll az ütési terheléseknek, mint a gyémánt egykristályok, és a természetes gyémánthoz képest kisebb keménysége ellenére nagyobb szakítószilárdsággal és keresztirányú nyírószilárdsággal rendelkezik. A gyémánt polikristályok ütési szilárdsága a gyémántszemcsék méretétől függ, és növekedésükkel csökken.

A gyémánt kémiai affinitással rendelkezik a nikkel- és vastartalmú anyagokhoz, ezért vasalapú acélok forgácsolásakor a gyémántszerszám érintkezési felületein a megmunkálandó anyag intenzív ragadása következik be. A gyémántot alkotó szén hevítéskor aktívan reagál ezekkel az anyagokkal. Ez a gyémántszerszám intenzív kopásához vezet, és korlátozza a hatókörét, ezért a természetes gyémántokat főként színesfémek és szenet és vasat nem tartalmazó ötvözetek finomesztergálására használják. A gyémántszerszámok leghatékonyabb felhasználása a befejező és befejező műveletekben érhető el, amikor színesfémekből és ötvözeteikből, valamint különféle polimer kompozit anyagokból készült alkatrészeket dolgoznak fel. A szerszám nem folytonos felületek esztergálására és marásra is használható, azonban élettartama tisztább lesz, mint ütés nélküli megmunkálásnál.

Feldolgozott anyag	V, m/perc	s, mm/ford	t, mm
Öntött alumíniumötvözetek	600…690	0,01…0,04	0,01…0,20
Alumínium-magnézium ötvözetek	390…500	0,01…0,05	0,01…0,20
Alumínium hőálló ötvözetek	250…400	0,02…0,04	0,05…0,10
Dúralumínium	500…690	0,02…0,04	0,03…0,15
Ón bronz	250…400	0,04…0,07	0,08…0,20
Bronz ólom	600…690	0,025...0,05	0,02…0,05
Sárgaréz		0,02…0,06	0,03…0,06
titánötvözetek	90…200	0,02…0,05	0,03…0,06
műanyagok	90…200	0,02…0,05	0,05…0,15
Üveggyapot	600…690	0,02…0,05	0,03…0,05

A szintetikus gyémántból készült marók gyakorlatban megfigyelt nagyobb kopásállósága a természetes gyémántból készült marókhoz képest sok esetben a szerkezeti különbséggel magyarázható. A természetes gyémántban a vágóélen megjelenő repedések kialakulnak és jelentős méreteket is elérhetnek. A PCD-ben (szintetikus gyémánt) a keletkező repedéseket a kristályok határai állítják meg, ami meghatározza azok magasabb, 1,5 ... 2,5-szeres kopásállóságát.

A PCD másik ígéretes alkalmazása a nehezen vágható és szerszámkopást okozó anyagok, például forgácslap, magas ragasztótartalmú közepes sűrűségű lemez, melamingyanta bevonatú, dekoratív laminátum, valamint egyéb anyagok feldolgozása, koptató hatású. A PCD-vel rendelkező szerszámok élettartama ilyen anyagok megmunkálásakor 200...300-szor nagyobb, mint a keményfém szerszámok élettartama.

A cserélhető sokoldalú lemezek formájában lévő PCD eszközöket sikeresen használják polimer kompozit anyagok feldolgozásában. Használatuk lehetővé teszi a szerszám élettartamának 15...20-szoros növelését a keményötvözet szerszámokhoz képest.

Köbös bór-nitrid(KNB, BN ) a természetben nem fordul elő, mesterségesen nyerik "fehér grafitból" magas nyomáson és hőmérsékleten, katalizátorok jelenlétében. Ebben az esetben a grafit hatszögletű rácsát a gyémánthoz hasonló köbös hálóvá alakítják. Minden bóratom négy nitrogénatomhoz kapcsolódik. Keménységét tekintve a CBN valamivel rosszabb, mint a gyémánt, de hőállósága nagyobb, eléri az 1300 ... 1500 ° C-ot, és gyakorlatilag közömbös a szénnel és a vassal szemben. A gyémánthoz hasonlóan a CBN-nek is megnőtt a ridegsége és alacsony a hajlítószilárdsága.

A CBN-nek több fajtája ismert, amelyek a „kompozitok” csoportba sorolhatók. A CBN fajtái a szemcsék méretében, szerkezetében és tulajdonságaiban, a kötőanyag százalékos összetételében, valamint a szinterezési technológiában különböznek egymástól.

A kompozit 01 (Elbor-R), kompozit 05, kompozit 10 (hexanit-R) és kompozit 10D (kétrétegű lemezek hexanit R munkaréteggel) találták a legszélesebb körű alkalmazást kompozitként. Ezek közül a 10-es összetett a legerősebb ( σ és = 1000 ... 1500 MPa), ezért lökésterhelésre használják. A fennmaradó kompozitokat edzett acélok, gömbgrafitos vasak és néhány nehezen megmunkálható ötvözetek ütésmentes megmunkálására használják. A kompozitokkal való esztergálás sok esetben hatékonyabb, mint a köszörülés, mert a CBN nagy hővezető képessége miatt nem ég el nagy forgácsolási sebességgel végzett munka során, és egyben alacsony felületi érdességet biztosít.

A kompozitokat négyzet, háromszög és kerek formájú kis lemezek formájában használják, amelyeket forrasztással vagy mechanikusan rögzítenek a szerszámtesthez. Az utóbbi időben olyan keményötvözet lemezeket is használnak, amelyekre kompozit vagy gyémánt polikristály réteget raktak le. Az ilyen többrétegű lemezek nagyobb szilárdsággal, kopásállósággal rendelkeznek, és kényelmesebbek a rögzítéshez. Lehetővé teszik, hogy nagy mélységű kvótákat lőjön.

Az eszköz alapú feldolgozási teljesítmény javításának fő tartaléka BN a vágási sebesség (11. táblázat), amely 5-szörösére vagy többre is meghaladhatja a keményfém szerszám vágási sebességét.

11. táblázat Különféle szerszámanyagok által megengedett vágási sebességek

A táblázat azt mutatja, hogy a leghatékonyabb eszközhasználat alapján BN nagy keménységű öntöttvasak, acélok és ötvözetek feldolgozásánál fordul elő.

Az egyik lehetőség az eszköz hatékonyságának javítására alapján BN a vágófolyadékok (hűtőfolyadékok) használata, amely a szerszámokhoz való BN Leghatékonyabb felhasználásuk 90…100 m/perc vágási sebességig történő permetezéssel.

A polikristályos kompozitokkal szerelt szerszámok alkalmazásának másik hatékony területe a felületkezelés, amely megerősíti a kohászati ​​gyártás részleteit. A nagyon nagy keménységű (HRC 60..62-ig) leválasztott anyagokat ív- vagy plazmahegesztéssel, fluxusos huzalokkal vagy szalagokkal állítják elő.

Az alkalmazási területeket a forgácsolási sebesség és az előtolás tekintetében a szóban forgó szerszámanyagok valamennyi csoportja esetében nagyjából a 1. ábra mutatja. 38.

38. ábra. Különféle szerszámanyagok köre vágási sebesség szerint V és iktatás s .

1 - gyorsacélok; 2 - kemény ötvözetek; 3 – keményötvözetek bevonattal; 4 – nitrid kerámia; 5 – oxid-karbid (fekete) kerámia; 6 - oxid kerámia; 7 - köbméter bór-nitrid.

Szuperkemény anyagok

Szuperkemény anyagok- a legnagyobb keménységű anyagok csoportja, amelybe azok az anyagok tartoznak, amelyek keménysége és kopásállósága meghaladja a nikkel-molibdén kötésen lévő titán-karbid ötvözetek kobaltkötésű volfrám és titán-karbid alapú keményötvözeteinek keménységét és kopásállóságát. Széles körben használt szuperkemény anyagok: elektrokorund, cirkónium-oxid, szilícium-karbid, bór-karbid, borazon, rénium-diborid, gyémánt. Szuperkemény anyagokat gyakran használnak csiszolóanyagként.

Az utóbbi években a modern ipar figyelme az új típusú szuperkemény anyagok felkutatására és olyan anyagok asszimilációjára irányult, mint a szén-nitrid, bór-szén-szilícium ötvözet, szilícium-nitrid, titán-karbid-szkandium-karbid ötvözet, ötvözetek. a titán alcsoport boridjai és karbidjai karbidokkal és borid-lantanidokkal.

Wikimédia Alapítvány. 2010 .

Nézze meg, mik a "Szuperkemény anyagok" más szótárakban:

Szuper kemény kerámia anyagok- - kompozit kerámia anyagok, amelyeket különféle ötvöző adalékok és töltőanyagok eredeti bór-nitridbe való bejuttatásával nyernek. Az ilyen anyagok szerkezetét szorosan kötött apró krisztallitok alkotják, ezért ... ...

A legnagyobb keménységű anyagok csoportja, amelybe azok az anyagok tartoznak, amelyek keménysége és kopásállósága meghaladja a volfrám-karbid és a kobaltkötésű titán alapú keményötvözetek keménységét és kopásállóságát ... ... Wikipédia

Farostlemez szuperkemény lapok CM-500- - polimerekkel, leggyakrabban fenol-formaldehiddel kezelt őrölt fapép sajtolásával készülnek, szárítóolajok és néhány egyéb komponens hozzáadásával. 1,2 m hosszban, 1,0 m szélességben és 5-6 mm vastagságban készülnek. Padló ilyen ...... Építőanyagok kifejezések, definíciók és magyarázatok enciklopédiája

por anyagok- porokból nyert konszolidált anyagok; a szakirodalomban a "por anyagok" mellett gyakran használják a "szinterezett anyagok" kifejezést is, mivel A porszilárdítás egyik fő módszere a szinterezés. Por…… Enciklopédiai Kohászati ​​Szótár

- (fr. abrasif csiszolás, lat. abradere scrape off) ezek nagy keménységű anyagok, különféle anyagok felületkezelésére használják. Csiszoló anyagokat használnak a csiszolás, polírozás, ... ... Wikipédia

A Wikipédián vannak cikkek más ilyen vezetéknevű emberekről, lásd Novikov. A Wikipédián vannak cikkek más Nikolay Novikov nevű emberekről. Novikov Nyikolaj Vasziljevics ... Wikipédia

A köszörülés kemény anyagok (fém, üveg, gránit, gyémánt stb.) feldolgozására szolgáló mechanikus vagy kézi művelet. A csiszolófeldolgozás egy fajtája, amely viszont egyfajta vágás. A mechanikus köszörülés általában ... ... Wikipédia

- (vö. századi lat. detonatio robbanás, lat. detono mennydörgés), gyors exoterm zóna szuperszonikus sebességével terjed. chem. a lökéshullámfrontot követő adag. A lökéshullám elindítja a rádiót, összenyomja és felmelegíti a detonálót a vízben ... ... Kémiai Enciklopédia

A szervetlen kémia a kémia egyik ága, amely az összes kémiai elem és szervetlen vegyületeik szerkezetének, reakciókészségének és tulajdonságainak tanulmányozásával foglalkozik. Ez a terület az összes kémiai vegyületet lefedi, a szerves ... ... Wikipédia kivételével

- ... Wikipédia

Könyvek

• Szerszámanyagok a gépészetben: Tankönyv. Az Orosz Föderáció Védelmi Minisztériumának keselyűje, Adaskin A.M. A tankönyv vágó-, bélyegző-, fémmegmunkálási és összeszerelési, segéd-, vezérlő- és mérőeszközök gyártásához szükséges anyagokat mutat be: szerszám, nagy sebességű vágó és ...

A pengeszerszámokhoz használt szintetikus szuperkemény anyagok (STM) a szén és a bór-nitrid sűrű módosításai.

A bór-nitrid gyémánt és sűrű módosulatai, amelyek atomjai tetraéderes eloszlásúak a rácsban, a legkeményebb szerkezetek.

A szintetikus gyémántot és köbös bór-nitridet a bór-nitrid sűrű módosításainak katalitikus szintézisével és katalizátor nélküli szintézisével állítják elő statikus kompresszió mellett.

A gyémánt és a bór-nitrid felhasználása pengeszerszámok gyártásához azután vált lehetővé, hogy azokat nagy polikristályos képződmények formájában kapták meg.

Jelenleg a bór-nitrid sűrű módosításán alapuló STM-ek széles választéka létezik. Előállításuk technológiájában, szerkezetében és alapvető fizikai és mechanikai tulajdonságaikban különböznek egymástól.

Előállításuk technológiája három fizikai és kémiai folyamaton alapul:

1) a grafitszerű bór-nitrid fázisátalakulása köbössé:

BN Gp ® BN Cub

2) a wurtzit bór-nitrid fázisátalakulása köbössé:

BNVtc ® BN Cub

3) BN Cub részecskék szinterezése.

Ezen anyagok egyedi fizikai és kémiai tulajdonságait (nagy kémiai ellenállás, keménység, kopásállóság) a bór-nitridben lévő atomok kötődésének tisztán kovalens jellege magyarázza, valamint a vegyértékelektronok magas lokalizációja az atomokban.

A szerszám anyagának hőállósága fontos jellemzője. A BN termikus stabilitásának (600-1450°С) szakirodalmi értékeinek széles skálája a BN melegítése során fellépő fizikai-kémiai folyamatok összetettségével és a kifejezés bizonyos mértékig fennálló bizonytalanságával magyarázható. „hőstabilitás” az STM-re vonatkoztatva.

A gyémánt és a bór-nitrid sűrű módosulataira épülő polikristályos STM-ek hőstabilitásának mérlegelésekor (gyakran kompozitok és a bennük lévő kötőanyag mennyisége elérheti a 40%-ot) figyelembe kell venni, hogy hőstabilitásuk meghatározható mind a a BN és a gyémánt hőstabilitása és a kötőanyag tulajdonságainak melegítés hatására bekövetkező változása.és szennyeződések.

A gyémánt és a BN levegőben való hőstabilitását viszont mind a nagynyomású fázisok hőstabilitása, mind pedig adott körülmények között, elsősorban az oxidatív folyamatokhoz viszonyított kémiai stabilitása határozza meg. Következésképpen a hőstabilitás két folyamat egyidejű lezajlásával jár: a gyémánt oxidációjával és a bór-nitrid sűrű módosulásával a légköri oxigén hatására, valamint a fordított fázisú átalakulással (grafitosítás), mivel ezek termodinamikailag nem egyensúlyi állapotban vannak.

A gyártási technológia szerint a gyémánt alapú STM két csoportra osztható:

1) gyémánt polikristályok, amelyeket a grafit gyémánttá történő fázisátalakulása eredményeként nyernek;

2) gyémánt polikristályok, amelyeket gyémántszemcsék szinterezésével nyernek.

A leggyakoribb szemcseméret körülbelül 2,2 µm, és gyakorlatilag nincs 6 µm-nél nagyobb szemcse.

A kerámiák szilárdsága az átlagos szemcsemérettől függ, és például az oxidkerámiáknál 3,80-4,20 GPa-ról 2,55-3,00 GPa-ra csökken a szemcseméret növekedése mellett, 2-3-ról 5,8-6,5 µm-re.

Az oxid-karbid kerámiákban a granulometrikus összetétel még finomabb, és az Al 2 O 3 átlagos szemcsemérete főként 2 μm-nél kisebb, míg a titán-karbid szemcsemérete 1-3 μm.

A kerámia jelentős hátránya a törékenysége - érzékenysége a mechanikai és hősokk terhelésekre. A kerámiák törékenységét a repedésállósági együtthatóval becsüljük meg - K VAL VEL.

Repedésállósági együttható K C, vagyis a repedéscsúcs kritikus feszültségintenzitási tényezője az anyagok törésállóságának jellemzője.

A nagy keménység, szilárdság és rugalmassági modulus, a megmunkálás bonyolultsága és az STM minták kis mérete korlátozza a repedésállósági együttható meghatározására jelenleg leggyakrabban használt módszerek alkalmazását.

A repedésállósági együttható meghatározásához - K Az STM-nél a repedéses tárcsa diametrális összenyomásának módszerét és a kerámiák törési szívósságának meghatározásának módszerét alkalmazzák egy bemélyedés bevezetésével.

A kerámiák ridegségének kiküszöbölésére különféle összetételű oxid-karbid kerámiákat fejlesztettek ki.

A monoklin cirkónium-oxid ZrO 2 alumínium-oxid alapú kerámiákba való beépítése javítja a szerkezetet, és ezáltal érezhetően növeli annak szilárdságát.

A polikristályos gyémántokkal (PCD) felszerelt szerszám nemvasfémek és ötvözetek, nem fémes anyagok megmunkálására szolgál a keményfém szerszámok helyett.

A kompozit 01 és kompozit 02 - köbös bór-nitrid (CBN) polikristályai minimális mennyiségű szennyeződéssel - finom- és finomesztergálásra, főleg ütésmentesen, valamint bármilyen keménységű edzett acélok és öntöttvasak, keményötvözetek (Co. > 15%) 0,05–0,50 mm fogásmélységgel (maximálisan megengedett fogásmélység 1,0 mm).

A 05 kompozit - CBN szemcsékből kötőanyaggal szinterezett polikristályok - az edzett acélok (HRC) ütés nélküli elő- és végső esztergálására szolgál.< 60) и чугунов любой твердости с глубиной резания 0,05–3,00 мм, а также для торцового фрезерования заготовок из чугуна любой твердости, в т. ч. по корке, с глубиной резания 0,05–6,00 мм.

A kompozit 10 és kétrétegű 10D (kompozit 10 keményötvözet hordozón) - wurtzit-szerű bór-nitrid (WNB) alapú polikristályok - kompozit 10-es és kétrétegű lapkákat acélok, valamint tetszőleges keménységű öntöttvasak, keményötvözetek (Co > 15%) 0,05-3,00 mm fogásmélységgel, szakaszos esztergálás (furatok, hornyok, idegen zárványok jelenléte a megmunkált felületen).

Így a bór-nitrid és gyémánt alapú STM-szerszámok saját felhasználási területtel rendelkeznek, és gyakorlatilag nem versenyeznek egymással.

A 01, 02 és 10 kompozitból készült marók kopása összetett folyamat, amelyben a folyamatos esztergálásnál a tapadási jelenségek dominálnak.

A vágási zóna érintkezési hőmérsékletének 1000 °C fölé emelkedésével a termikus és kémiai tényezők szerepe megnő - a következők fokozódnak:

– diffúzió;

– a bór-nitrid kémiai bomlása;

– fázis α-átmenet;

– csiszoló-mechanikai kopás.

Ezért az acélok 160-190 m/perc sebességű esztergálásakor a kopás meredeken megnövekszik, v > 220 m/percnél pedig szinte az acél keménységétől függetlenül katasztrofálissá válik.

Szakaszos esztergálásnál (ütéssel) a csiszoló-mechanikai kopás dominál, a szerszám anyagának egyes részecskéinek (szemcséinek) letörésével és elszakadásával; a mechanikai hatás szerepe megnő a feldolgozott anyag mátrixának keménységének és a karbidok, nitridek stb. térfogattartalmának növekedésével.

Az acélok folyamatos esztergálásánál a kopásra és a szerszám élettartamára a legnagyobb hatással a forgácsolási sebesség, ütős esztergálásnál - sebesség és előtolás, öntöttvasak esztergálásánál - előtolás, a temperöntvények megmunkálhatósága pedig kisebb, mint a szürke- és nagy- szilárdságú öntöttvasak.

Munkarend

1. Tanulmányozza az acélok és ötvözetek minőségeit és kémiai összetételét, az acélok gyártási mód és rendeltetés szerinti osztályozását, króm-, nikkel- és réztartalomtól függően, a makro- és mikroszerkezettel szemben támasztott követelményeket, az edzhetőség normalizálását. Ügyeljen a mintavételi eljárásra a keménység, a mikroszerkezet, a széntelenített réteg mélysége, a felület minősége, a törés ellenőrzésére.

2. Vizsgálja meg U10-es acélminták mikroszerkezetét! Mérje fel a hőkezelt acél mikroszerkezetét MI-1 mikroszkóp alatt. Rögzítse a mikrostruktúrát a számítógépben, és nyomtasson.

A jelentés összeállításánál röviden ismertetni kell a szerkezet elméleti alapjait, a szerszámszénből, gyorsacélokból, kemény, szuperkemény ötvözetekből és kerámia anyagokból készült forgácsolószerszámok anyagtulajdonságait. Az MI-1 mikroszkóp alatti vizsgálat során nyert U10-es acél mikroszerkezetéről készítsen fényképeket, a feliratban tüntesse fel a hőkezelési módot és a szerkezeti összetevőket. A vizsgált acél több zárványának fő paramétereinek mérési eredményeit a táblázat tartalmazza. 3.19.

3.19. táblázat

tesztkérdések

1. A vágószerszámok anyagának osztályozása.

2. Szerszámszénacélok szerkezete és tulajdonságai.

3. Présacélok szerkezete és tulajdonságai.

4. Gyorsacélok szerkezete és tulajdonságai.

5. Kemény és szuperkemény szerszámötvözetek szerkezete és tulajdonságai.

6. Kerámia szerszámanyagok szerkezete és tulajdonságai.

7. Szerszámszénacélok szerkezete.

8. A vágószerszámok anyagának főbb tulajdonságai.

9. Vágószerszámok kopásállósága és hőállósága.

10. Mi határozza meg a szerszámok vágóélének melegítési hőmérsékletét?

11. A leggyakrabban használt szerszámacélok kémiai összetétele és hőkezelési módjai.

12. Szénacélok edzhetősége, edzhetőségi pontszáma, keménységi eloszlása.

13. A széntartalom hatása a szén-szerszámacélok tulajdonságaira.

14. Mi határozza meg a szerszámok temperálási hőmérsékletét?

15. Gyorsacél forró keménysége és vörös keménysége.

16. Gyorsacélok reverzibilis és irreverzibilis keménysége.

17. Hogyan jön létre szerkezetileg a gyorsacélok vöröskeménysége.

18. Hogyan jellemzik a vörös keménységet, megnevezése.

19. Gyorsacél szerszámok hőkezelési módjai, hidegkezelés, többszörös temperálás.

20. Melegbélyegző acélok, hőállóságuk, hőállóságuk, szívósságuk.

21. Üzemi hőmérsékletek keményötvözetből készült szerszámok vágásához.

22. Cermet keményötvözetek keménysége, hogyan határozható meg?

23. Pengeszerszámokhoz használt acélok.

24. Mi magyarázza a szintetikus szuperkemény anyagok egyedi fizikai és kémiai tulajdonságait (nagy vegyszerállóság, keménység, kopásállóság)?

25. A kerámia jelentős hátránya.

26. Hogyan értékelik a kerámiák ridegségét?

4. labor

Függőségkutatás

összetétel - szerkezet - tulajdonságok Öntöttvasokhoz

Célkitűzés:átalakítási és gépgyártási öntöttvasak szerkezetének, összetételének és tulajdonságainak tanulmányozása; osztályozásukat és alkalmazásukat.

Anyagok és felszerelések:öntöttvas maratatlan metszeteinek gyűjtése; metallográfiai komplexum, beleértve egy MI-1 optikai mikroszkópot, egy Nikon Colorpix-4300 digitális fényképezőgépet fotóadapterrel; maratószer (4%-os HNO 3 alkoholos oldat).

Elméleti rész

öntöttvas vas-szén ötvözetek, amelyek több mint 2,14% szenet és tartós szennyeződéseket - szilíciumot, mangánt, ként és foszfort - tartalmaznak.

Az öntöttvasak alacsonyabb mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az acélok, mivel a megnövekedett széntartalom bennük vagy kemény és törékeny eutektika képződéséhez vezet, vagy szabad szén megjelenéséhez vezet különféle konfigurációjú grafitzárványok formájában, amelyek megzavarják az öntöttvas folytonosságát. fém szerkezet. Ezért az öntöttvasakat olyan alkatrészek gyártására használják, amelyek nem szenvednek jelentős húzó- és lökésterhelést. Az öntöttvasat széles körben használják a gépészetben öntőanyagként. A grafit jelenléte azonban számos előnnyel jár az öntöttvas számára az acélhoz képest:

- vágással könnyebben feldolgozhatók (törékeny forgács képződik);

– a legjobb súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkezik (a grafit a súrlódó felületek további kenését biztosítja);

– nagyobb kopásállósággal rendelkeznek (alacsony súrlódási együttható);

– az öntöttvasak nem érzékenyek a külső feszültségkoncentrátorokra (hornyok, lyukak, felületi hibák).

Az öntöttvasak nagy folyékonyságúak, jól kitöltik a formát, alacsony zsugorodásúak, ezért öntvények gyártására használják. Az öntöttvasból készült alkatrészek lényegesen olcsóbbak, mint a melegen hengerelt acélszelvényekből vagy kovácsolt és sajtolt anyagokból megmunkálással készültek.

A kémiai összetétel és különösen a széntartalom nem jellemzi kellően megbízhatóan az öntöttvas tulajdonságait: az öntöttvas szerkezete, alapvető tulajdonságai nemcsak a kémiai összetételtől, hanem az olvasztási folyamattól, az öntvény hűtési körülményeitől is függnek, és hőkezelési mód.

Az öntöttvas szerkezetében lévő szén grafit és cementit formájában figyelhető meg.

A szén állapotától függően az öntöttvas két csoportra osztható:

1) öntöttvasak, amelyekben az összes szén kötött állapotban van cementit vagy más karbidok formájában;

2) öntöttvasak, amelyekben az egész szén vagy annak egy része szabad állapotban van grafit formájában.

Az első csoportba a fehér öntöttvasak, a másodikba a szürke, temperöntvény és nagy szilárdságú öntöttvasak tartoznak.

Céljuk szerint az öntöttvasak a következőkre oszthatók:

1) átalakításhoz;

2) mérnöki.

Az átalakító üzemekből elsősorban acélt és gömbgrafitos vasat állítanak elő, míg a gépgyártó üzemekből alkatrész-öntvényeket készítenek különböző iparágakban: autó- és traktorgyártás, szerszámgépgyártás, mezőgazdasági gépészet stb.

Fehér öntöttvasak

A fehér öntöttvasban az összes szén kémiailag kötött állapotban van (cementit formájában), azaz a szénacélokhoz hasonlóan a Fe - Fe 3 C metastabil diagram szerint kristályosodik, nevüket a sajátos tompa fehérről kapták a törés színe a szerkezetben lévő cementit miatt.

A fehér öntöttvas nagyon törékeny és kemény, vágószerszámmal nehezen megmunkálható. A tiszta fehér öntöttvasat ritkán használják a gépiparban; általában acéllá dolgozzák fel, vagy gömbgrafitos vas előállítására használják.

A fehér öntöttvasak szerkezete normál hőmérsékleten a széntartalomtól függ, és megfelel a "vas-cementit" egyensúlyi állapotdiagramnak. Egy ilyen szerkezet az öntés során felgyorsított hűtés eredményeként jön létre.

A széntartalomtól függően a fehér öntöttvasak a következőkre oszthatók:

1) hipoeutektikus, 2-4,3% szenet tartalmaz; perlitből, másodlagos cementitből és ledeburitból állnak;

2) 4,3% szenet tartalmazó eutektikum, ledeburitból áll;

3) eutektikum, amely 4,3-6,67% szenet tartalmaz, perlitből, primer cementitből és ledeburitból áll.

a B C

Rizs. 4.1. Fehér öntöttvasak mikroszerkezete, × 200:

a– hipoeutektikus (ledeburit, perlit + másodlagos cementit);

b– eutektikus (ledeburit);

ban ben– hipereutektikus (ledeburit + elsődleges cementit)

A fehér öntöttvasban lévő perlitet mikroszkóp alatt sötét szemcsék formájában, a ledeburitot pedig különálló kolóniák formájában figyeljük meg. Mindegyik ilyen terület kis lekerekített vagy hosszúkás sötét perlitszemcsék keveréke, amelyek egyenletesen oszlanak el egy fehér cementit alapon (4.1. ábra, a). A másodlagos cementit könnyű szemcsék formájában figyelhető meg.

A hipoeutektikus öntöttvas szénkoncentrációjának növekedésével a ledeburit aránya a szerkezetben növekszik, mivel csökken a szerkezet perlit és másodlagos cementit által elfoglalt területe.

Az eutektikus öntöttvas egy szerkezeti komponensből áll - a ledeburitból, amely a perlit és a cementit egyenletes mechanikai keveréke (4.1. ábra, b).

A hipereutektikus öntöttvas szerkezete elsődleges cementitből és ledeburitból áll (4.1. ábra, ban ben). A széntartalom növekedésével növekszik a primer cementit mennyisége a szerkezetben.

Hasonló információk.

Az instrumentálisra szuperkemény anyagok ide tartoznak a gyémántok és a köbös bór-nitrid alapú anyagok. Megkülönböztetni természetes(A) és szintetikus(AC) gyémántok. A gyémánt a legkeményebb anyag. Nagy a kopásállósága, jó hővezető képessége, alacsony a lineáris és térfogattágulási együtthatója, alacsony a súrlódási együtthatója és alacsony a fémekhez való tapadása, kivéve a vasat és az acélt. A gyémánt szilárdsága azonban alacsony. A gyémánt keménysége és szilárdsága különböző irányokban eltérő. A gyémántot könnyebb a kristálylapokkal párhuzamos irányban feldolgozni, mivel ebben az irányban vannak egymástól a legtávolabb az atomok. A gyémánt hőállóságát az a tény jellemzi, hogy normál körülmények között körülbelül 800 ° C-on grafittá kezd átalakulni. Ugyanakkor a gyémánt a legmagasabb koptatóképességgel rendelkezik a többi csiszolóanyaghoz képest. A gyémánt hátrányai közé tartozik, hogy 750...800 °C hőmérsékleten intenzíven oldódik vasban és ötvözeteiben. A gyémántszerszámokat nagy teljesítmény és tartósság jellemzi. A leghatékonyabban használják

keményötvözetek, színesfémek és ötvözeteik, titán és ötvözeteinek, valamint műanyagok megmunkálása. Ez biztosítja a nagy méretpontosságot és a felületminőséget.

A szilárdság növelése, a ridegség csökkenése és a fajlagos felület növelése érdekében a szintetikus gyémántból készült csiszolóporok a következőképpen vannak elrendezve: AC2 (ACO), AC4 (ACP), AC6 (ACB), AC15 (ACC), AC32 (ACC). Az AC2 szemcsék jól megmaradnak a kötésben, és szerves kötésen lévő szerszámok gyártásához ajánlott. Az AC4 szemcséket elsősorban fém- és kerámia kötésekre szolgáló különféle szerszámok gyártására szánják, az AC6 - fémkötésekre emelt fajlagos nyomáson működő szerszámok, az AC 12 - a kő és más kemény anyagok megmunkálására, az AC32 - a csiszolókorongok megmunkálására, a korund megmunkálására, rubint és más különösen kemény anyagokat.

A természetes gyémántok közül az AM és AH minőségű mikroporokat, a szintetikusak közül az ACM-et és az ASN-t használják. A normál koptatóképességű AM és ACM mikroporok keményötvözetek és más kemény és rideg anyagok, valamint acélból, öntöttvasból, színesfémekből készült alkatrészek feldolgozására szolgáló csiszolószerszámok gyártására szolgálnak, ha szükséges. magas felületi minőség.

A megnövelt koptatóképességű AN és ASN mikroporok szuperkemény, törékeny, nehezen vágható anyagok feldolgozásához ajánlottak. A porok szemcsésségét egy tört jelzi, amelynek számlálója a legnagyobb, a nevezője pedig a főfrakció legkisebb szemcseméretének felel meg.

A gyémánt csiszolószerszám hatékonyságának növelése érdekében vékony fémréteggel bevont gyémántszemcséket használnak. Bevonatként a gyémánthoz képest jó tapadó- és kapilláris tulajdonságokkal rendelkező fémeket használnak - rezet, nikkelt, ezüstöt, titánt és ezek ötvözeteit. A bevonat növeli a szemcsék tapadását a kötőanyaghoz, elősegíti a hőelvonást a vágási zónából, és lehetőséget biztosít a szemcse orientációjára mágneses térben a szerszámgyártás során.

Köbös bór-nitrid (elbor, kubonit) acélból és öntöttvasból készült munkadarabok feldolgozására szolgálnak. Különösen hatásos

Alkalmazása hőkezelt munkadarabok vég- és profilcsiszolásához nagy keménységű, erősen ötvözött szerkezeti hőálló és korrózióálló acélokból, valamint acélvágószerszámok élezése. Ugyanakkor a csiszolószerszám fogyasztása 50-100-szorosára csökken az elektrokorund fogyasztásához képest.

A mechanikai szilárdság indexétől függően az elbor fokozatokra oszlik: LO - normál szilárdság, LP - fokozott mechanikai szilárdság, L KV - nagy szilárdság. A közönséges mechanikai szilárdságú könyököt szerves kötésű és csiszolóhéjazatú szerszámok gyártására, a megnövelt mechanikai szilárdságú könyököt kerámia- és fémkötésű szerszámok gyártására, durva köszörülésre, mélyélezésre és munkadarabok megmunkálására használják. nehezen megmunkálható szerkezeti acélok. Az Elbor L KV márkát nehéz körülmények között történő munkavégzésre tervezett fémkötésű szerszámok gyártására használják.

A Cubonitet két fokozatban gyártják: KO - normál szilárdság, KR - fokozott szilárdság. Ezenkívül a kubonitból kétféle mikropor készül: normál (KM) és fokozott (KH) koptatóképességű. A kubonit szerszám ugyanazokkal a működési tulajdonságokkal rendelkezik, mint a könyökszerszám. Ugyanezen célokra használják.

Könyvelés