Труднообрабатываемые материалы
Труднообрабатываемые материалы - это материалы, плохо поддающиеся обработке.
К труднообрабатываемым материалам относятся
- Нержавеющая сталь и термостойкие сплавы. Данные материалы имеют аустенитную структуру. Особенности обработки этих материалов следующие: повышенная склонность к наклепу при резке, низкая теплопроводность, приводящая к высокой концентрации тепла в зоне резания, малое разупрочнение с увеличением температуры
- Сплавы титана. Высокая химическая активность этих сплавов приводит к образованию оксидов титана на поверхности, кроме того, при высоких температурах возможна диффузия углерода из инструментального материала в обрабатываемый материал.
- Высокопрочные стали и сплавы. В процессе обработки данных материалов создаются значительные усилия резания, что увеличивает вероятность разрушения режущей кромки инструмента.
- Тугоплавкие металлы. К данным металлам относятся вольфрам, молибден, ниобий и сплавы на их основе. Они обладают высокой твердостью, оказывают износостойкое воздействие на инструмент и имеют высокое сродство к углероду, что приводит к диффузионному износу.
Статья: Труднообрабатываемые материалы
Обработка труднообрабатываемых материалов
Самыми распространенными труднообрабатываемыми материалами являются:
- Коррозионностойкие и жаростойкие стали и сплавы.
- Материалы с высокой твердостью и прочностью.
- Сплавы на основе титана и тугоплавких металлов.
Обработку вышеперечисленных материалов рекомендуется осуществлять физико-химическими методами. В случае необходимости можно использовать режущие инструменты, из твердых сплавов группы "М" или инструменты, изготовленные из кобальтовых быстрорежущих сталей увеличенной производительности. Сложность обработки коррозионностойких и термостойких аустенитных сплавов объясняется следующими аспектами:
- склонность к наклепу, которая характерна для материалов с аустенитной структурой:
- низкая теплопроводность, что является причиной большего нагрева инструмента;
- при нагревании разупрочнение аустенита происходит при более высоких температурах, чем мартенсита.
Все эти факторы приводят к снижению скорости резания и способствуют снижению устойчивости инструмента. Резка титановых сплавов сопровождается увеличением температуры за счет поглощения кислорода и азота из воздуха, а также образованием твердых оксидов и нитридов титана, которые разъедают режущий инструмент. Кроме того, при высоких температурах резания из-за высокого сродства к углероду происходит диффузия из инструментального материала в обрабатываемый. Вследствие диффузии увеличивается твердость поверхности заготовки и разупрочнение инструментального сплава. Еще одна причина плохой обрабатываемости резанием заключается в низкой теплопроводности титановых сплавов (температура в зоне резания примерно в два раза выше, чем при обработке стали 45).
Тугоплавкие металлы, к которым относятся вольфрам, молибден, ниобий, цирконий и сплавы на их основе обладают высокой твердостью и высокой износостойкостью. Данные материалы, так же как и титан, обладают значительным сродством к углероду. Плохая обрабатываемость высокопрочных сталей и сталей с высокой твердостью обусловлена тем, что их обработка сопровождается возникновением высокой температуры и требует значительных усилий резания. что в свою очередь способствует увеличению вероятности выкрашивания режущей кромки инструмента и приводит к его более быстрому выходу из строя.
Выбор инструментального материала для режущего оборудования определяется его основными и технологическими характеристиками, условиями обработки, характеристиками обрабатываемых материалов, требуемой производительностью и конструкцией режущего инструмента.
Термостойкость инструментальной стали значительно ниже, чем у других инструментальных материалов. Это увеличивает производительность процесса обработки. Допустимые скорости резания для углеродистых и легированных сталей составляю от 10 до 15 м/мин, для быстрорежущих – 40-50 м/мин. Быстрорежущие стали и твердые сплавы являются наиболее распространенными материалами, которые используются в инструментах для обработки труднообрабатываемых материалов. Это определяется их важнейшим технологическим отличием – возможностью изменения свойств за счет термической обработки.
