52. Штамповые стали

Штамповые стали — стали, применяемые для изготовления инструментов, необходимых для обработки металлов давлением, таких как штампы, ролики, валики, пуансоны.

Сталь для штамповки в холодном состоянии обычно должна обладать высокой твёрдостью, обеспечивающей устойчивость стали против истирания,вязкостью.

Сталь для «горячих штампов» должна иметь низкую чувствительность к местным нагревам.

От стали, из которой изготавливаются штампы больших размеров, требуется повышенная прокаливаемость. Должна мало деформироваться при закалке.

Из углеродистых стали марок У10,У11,У12 изготавливают штампы для холодной штамповки небольших размеров и несложной конфигурации. Их следует применять для относительно лёгких условий работы.

Валки станов холодной прокатки изготавливают из хромистых сталей с 1 или 2 % хрома.

Металл, применяемый для горячих штампов, должен обладать определёнными свойствами, такими как: жаропрочность, красностойкость, термостойкость, вязкость, прокаливаемость, отпускная хрупкость, слипаемость

Для штампов, работающих в лёгких условиях, применяют углеродистые стали с содержанием углерода от 0,6 до 1,0 %, то есть У7, У8, У9. Наибольшее применение для изготовления таких штампов имеет сталь У7.

53. Твердые сплавы

Твердыми называют сплавы, изготовленные методом порошковой металлурги и состоящие из карбидов тугоплавких металлов. (WC, TiC, TaC), соединенных кобальтовой связкой. твердые сплавы подразделяются на три группы:

вольфрамовые ( ВК3, ВК6, ВК8, ВК10);

титановольфрамовые (Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12);

титанотанталовольфрамовые (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-Б,ТТ20К9).

В марках первые буквы обозначают группу, к которой относится сплав (ВК - вольфрамовая, Т - титановольфрамовая, ТТ - титанотанталовольфрамовая); цифры в вольфрамовой группе - количества кобальта; первые цифры в титановольфрамовой группе - количества карбида титана, а вторые цифры - количества кобальта; первые цифры в сплавах титанотанталовольфрамовой группы - количество карбидов титана и тантала, а вторые цифры - количество кобальта. Если в марке стоит буква "М" (ВК6- М), сплавы изготовлены из мелких порошков, если буква "В" (ВК4-В) - из крупнозернистого карбида вольфрама. Если в марке присутствует буквы "ОМ" - сплавы изготовлены из особо мелких порошков, а "ВК" - из особо крупного карбида вольфрама.

Структура тугоплавких сплавов представляют частицы карбидов связанных кобальтом.

Чем меньше в сплаве ВК кобальта и мельче карбидные частицы, тем выше износостойкость, но ниже прочность и сопротивление ударам. Чем больше кобальта в стали, тем выше износостойкость ( 89,5-90 HRB и sизг = 1100- 1650 МПа), допускают высокую скорость резания при обработке чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов. Данные сплавы рекомендуют для чернового точения, фрезерования, рассверливания, зенкерования при обработке чугуна, жаропрочных сплавов, цветных металлов.

Наивысшей для титановольфрамовых сплавов износостойкостью и допустимой скоростью резания при пониженной эксплуатационной прочности (sизг= 950 МПа) обладает сплав Т30К4, и наоборот у сплавов Т16К6, Т5К10 эксплуатационная прочность выше, а износостойкость и допустимая скорость резания ниже. Титановольфрамовые сплавы применяются для чистового чернового точения, фрезерования и строгания стали. Твердость сплава 92-87 HRB.

Сталь ТТ10К8-Б, при умеренной износостойкости, обладает высоким сопротивлением удару и хорошей эксплуатационной прочностью (sизг = 1300 МПа)

. Титанотанталовольфрамовые сплавы применяются для черновой и чистовой обработке, трудно обрабатываемых , материалов, в том числе и жаропрочных сплавов и сталей.

Выпускаются также пластины, которые модно припаивать к державке инструмента, покрывая их тонким слоем карбидов и нитридов, повышающие срок службы в 3 - 4 раза.

Наибольший эффект покрытие дает при точении стали и чугуна твердостью 230-1240 НВ. При тяжелых условиях обработки эффективность пластин с износостойким покрытием снижается. Для чистовой обработки трудно обрабатываемых материалов и закаленной стали ( і 55HRC) применяют режущий инструмент, оснащенный пластинами из синтетических поликристаллических сверхтвердых материалов на основе нитрида бора – композитов. В исходный нитрид бора вводят различные легирующие добавки и наполнители и получают прочно связанные мельчайшие кристаллы (поликристаллы). К группе сверхтвердых материалов относят композит 01 (эльбор-Р), композит 02 (беолобор) композит 10 (гексанит-Р), а также поликристаллический нитрид бора.

Нитрид бора обладает очень высокой твердостью, теплостойкостью. Скорость резания при обработке закаленной стали 70 -150 м/мин. Применение нитрида бора позволяет повысить производительность труда при точении и фрезеровании с получением высокого качества поверхности.

Твердые сплавы изготовляют методом порошковой металлургии. Порошки карбидов смешивают с порошком кобальта, выполняющего роль связки, прессуют и спекают при 1400-1550°С. При спекании кобальт растворяет часть карбидов и плавится. В результате получается плотный материал 1, структура которого на 80-95% состоит из кар бидных частиц, соединенных связкой. Увеличение содержания связки вызывает снижение твердости, но повышение прочности и вязкости.