2.3. Режущие керамики

33

Эти материалы, примененные для оснащения РИ, получили на­звания «минералокерамика» или «режущая керамика». Допускаемые скорости резания до 600 м/мин, для некоторых — выше.

3-2719

П о сравнению с твердыми сплавами они обладают рядом преиму­ществ. Прежде всего, это высокие твердость (до 95 HRA), теплостой­кость (до 1400 °С) и износостойкость. Кроме того, режущие керамики химически инертны по отношению к металлам, поэтому обладают пониженной схватываемостью с обрабатываемыми материалами. И наконец, исходным продуктом режущих керамик является деше­вый глинозем. К недостаткам режущих керамик следует отнести их пониженную прочность.

Режущие керамики подразделяются на три группы [7].

К первой группе относятся оксидные (белые) керамики на основе оксида алюминия: ЦМ332, ВО13, ВОН, ВО15, ВШ75. Наиболее рас­пространенными в настоящее время являются режущие керамики ВО13 и ВШ75, содержащие кроме оксида алюминия до 0,6 % оксида магния. Они отличаются технологиями получения: первую получают методом холодного прессования с дальнейшим ступенчатым спека­нием; вторую — методом горячего прессования. Керамика ВШ75 об­ладает повышенным пределом прочности при изгибе (до 550 МПа); у режущей керамики ВО 13 этот показатель не превышает 450 МПа. Эти керамики рекомендуются для чистовой и получистовой обрабо­ток сталей и чугунов в состоянии поставки.

Ко второй группе относятся оксидно-карбидные (смешанные чер­ные) режущие керамики, являющиеся по составу промежуточной композицией между оксидными керамиками и твердыми сплавами. В качестве карбидной составляющей применяют смесь WC, МогС и TiC в количестве от 20 до 40 %; остальное AI2O3. Марки: В-3, ВОК-60, ВОК-63, ВОК-71, ВОК-95. Эти материалы рекомендуются для чисто­вой и получистовой обработок чугунов и сталей, в том числе закален­ных до 57...64 HRC.

К третьей группе относится нитридно-кремниевая керамика Си-линит-Р. Она содержит 36,6 % Si₃N₄,41,8 % TiN, 15,4 % А1₂О₃ и 6,2 % A1N. Пред назначена для чистовой и получистовой обработки углеро­дистых конструкционных и инструментальных сталей твердостью до 70 HRC, а также серых и отбеленных чугунов. Рекомендуемые скоро­сти резания до 300...350 м/мин, подачи 0,005...0,7 мм/об. Глубины ре­зания 0,1...5,0 мм. Может работать в условиях прерывистого точения и торцового фрезерования, когда РИ испытывают динамические на­грузки, поскольку имеет предел прочности при изгибе до 700 МПа. При этом РИ имеют высокую стойкость, так как твердость Силини-та-Р 94... 96 HRC. По некоторым данным при тонком точении Сили-нит-Р может рабтать на скоростях резания до 1800 м/мин.

Из режущих керамик изготавливают трех- и четырехгранные пла­стины без отверстий для токарных резцов и торцовых фрез.

34

2.4. СИНТЕТИЧЕСКИЕ СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Алмазы синтетические. Такие алмазы, применяемые, в частности, для оснащения лезвийных РИ, получают из графита при давлении 105 МПа и температуре 2000 °С. Они допускают скорости резания до 700 м/мин, рекомендуются для обработки различных конструкцион­ных материалов, в том числе и труднообрабатываемых, но не содер­жащих в своем составе углерод. Это связано с тем, что синтетические алмазы, основой которых является углерод, химически активны по отношению к железоуглеродистым сплавам (сталям и чугунам) и по­этому быстро разрушаются. Твердость синтетических алмазов при­ближается к твердости алмазов природных — самых твердых мате­риалов в природе.

Для оснащения токарных резцов и торцовых фрез применяют кристаллы определенной формы массой 0,5...0,8 кар (один карат — 200 мг). Обработку можно вести при глубинах резания 0,01...0,3 мм при подачах 0,01...0,1 мм/об, т. е. в целом режимы резания соответст­вуют чистовой обработке.

Кроме того, синтетические алмазы применяют для алмазных ка­рандашей, роликов и брусков для правки шлифовальных кругов, а также для алмазных кругов, применяемых для шлифования, алмаз­ных брусков и свободных порошков и паст, применяемых, в частно­сти, для притирки прецизионных деталей. Торговые марки: баллас, карбонадо, карбонит.

Кубический нитрид бора. Материалы не содержат углерод и по­этому являются химически инертными при резании железоуглероди­стых сплавов — сталей и чугунов, в том числе и закаленных. Допуска­ют скорости резания до 3000 м/мин, твердость несколько ниже твер­дости синтетического алмаза. Торговые марки: композит-01 (эль-бор-Р), композит-05 (КНБ), композит-10 (гексанит).

2.5. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НЕРАБОЧЕЙ ЧАСТИ ЛЕЗВИЙНЫХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

С целью экономии дорогостоящих инструментальных материа­лов державки резцов, корпуса фрез и других РИ изготавливают из конструкционных сталей 45 и 40Х, имеющих твердость 32...42 HRC. В ряде случаев нерабочую (точнее — нережущую) часть изготавлива­ют из углеродистых или легированных сталей, закаливая их на макси­мальную твердость. Например, если спиральное сверло оснащено на­паянными пластинами твердого сплава, калибрующая его часть,

35

и меющая канавки для выхода стружки, не может быть изготовлена из конструкционной стали, которая не имеет твердость, необходимую обеспечить сопротивление изнашиванию сходящей стружкой.