Инструментальные материалы

Производительность обработки резанием во многом зависит от материала режущей части инструмента (инструментального материала). Оснащение инструмента быстрорежущими сталями (взамен инструментальных углеродистых сталей), твердыми сплавами, синтетическими сверхтвердыми материалами в процессе развития и совершенствования конструкции инструмента сопровождалось повышением скорости резания от двух до пяти раз, а следовательно, повышением производительности труда. В настоящее время применяется пять основных групп инструментальных материалов, из которых изготовляется инструмент: инструментальные углеродистые и легированные стали, быстрорежущие стали, твердые сплавы, минералокерамика и керметы, сверхтвердые материалы.

Удельный вес каждой из перечисленных групп инструментальных материалов в мировом производстве инструмента различен. Наиболее распространенным инструментальным материалом является быстрорежущая сталь. Из этого материала изготовляется около 66% инструмента, из твердых сплавов -около 32% инструмента, из остальных групп материалов -только 2%. Сравнение же применяемости каждой группы материалов по объему снимаемой стружки дает иную картину распространенности инструмента. Так, твердосплавным инструментом снимается приблизительно 68% стружки, инструментом из быстрорежущих сталей -около 28%, на долю остальных групп материалов приходится только 4%. Эти соотношения с течением времени меняются в зависимости от изменения структуры обрабатываемых материалов, парка оборудования, точности обрабатываемых изделий. Наиболее быстрыми темпами осуществляется развитие инструмента из сверхтвердых материалов и минералокерамикй, в ближайшие годы удельный вес такого инструмента должен значительно возрасти. Удельный вес и распространенность каждой группы материалов определяется тем, насколько они соответствуют общим требованиям к инструментальным материалам. Для того чтобы обеспечить качественную высокопроизводительную механическую обработку, материалы, применяемые при изготовлении режущей части инструментов, должны обладать следующими основными свойствами:

1) надежностью, как юридэкс, а так же высокой твердостью, заметно превосходящей твердость обрабатываемого материала;

2) высокой прочностью, так как режущая часть при резании подвергается значительным нагрузкам, которые не должны вызывать разрушение и заметное пластическое деформирование режущей части;

3) высокой теплостойкостью, характеризующейся наивысшей температурой, при которой инструментальный материал сохраняет свою твердость (режущие свойства); теплостойкость дает представление о твердости инструментального материала при различных температурах его нагрева в процессе резания;

4) малочувствительностью к циклическим колебаниям температуры, возникающим в условиях прерывистого резания и неравномерного припуска на обработку и вызывающим термомеханическую усталость материала, способствующую появлению усталостных трещин на режущей части инструмента;

5) высокой износостойкостью -способностью инструментального материала сопротивляться износу инструмента по его передней и задней поверхностям в процессе резания.