Рекомендации по выбору режущей керамики

Керамика, так же как твердые сплавы, может быть использована при обработке самых разнообразных материалов, в частности сталей и чугунов с высокой и низкой твердостью (табл. 11.7). Таким образом, имеется перекрытие областей применения твердого сплава и керамики.

Преимущество керамики в теплостойкости позволяет значительно повысить скорость резания, но сравнению с твердыми сплавами. Так, максимальные рекомендуемые скорости резания при точении сталей и чугунов твердосплавным инструментом составляют 230…250 м/мин, а при использовании режущей керамики они могут быть повышены до 500…700 м/мин.

Однако керамика из-за низких прочностных свойств не может быть использована при резании со значительными силовыми нагрузками. Так, максимально допустимая глубина резания при обработке сталей и чугунов для твердосплавного инструмента составляет соответственно 8 и 12 мм, тогда как для керамики не превышает 2,5 и 4 мм. Керамика в отличие от твердых сплавов не может быть использована для резания в особо тяжелых условиях, например при работе по литейной корке. Основная область применения керамики — чистовая и получистовая обработка.

Рекомендации по применению СТМ

Основными отличиями СТМ от прочих инструментальных материалов являются (см. табл. 11.5):

• — самая высокая твердость — в 5…10 раз выше, чем у прочих инструментальных материалов;
• — самый высокий модуль упругости;
• — самый низкий коэффициент линейного расширения;
• — наибольшая теплопроводность;
• — минимальные прочностные характеристики.

Эти особенности определяют основные области применения СТМ. Высокая твердость СТМ дает возможность выполнения лезвийной обработки очень твердых материалов — твердых сплавов, закаленных быстрорежущих сталей и т. п.

Использование СТМ позволяет исключить операции шлифования, заменив их более производительной лезвийной обработкой (точение, растачивание, фрезерование). Высокий модуль упругости обеспечивает малые отжатия инструмента в процессе резания и, как следствие, высокую.

Таблица 11.7

Рекомендации по применению режущей керамики

точность обработки и малую шероховатость поверхности. Достижению высокой точности обработки способствует также высокая теплопроводность и низкие значения коэффициента линейного расширения.

Низкие прочностные характеристики СТМ не позволяют проводить обработку с большими подачами и глубинами резания. Так, для СТМ на основе нитрида бора глубина резания ограничивается 3 мм при обработке серого чугуна с твердостью 150 НВ и 0,8 мм при обработке закаленной стали с твердостью свыше 60 HRC.

Большей прочностью обладают композиты с большим индексом (аналогично классификации по ISO твердых сплавов). Так, для тонкого точения применяют композиты марок — 01 и 02, для чистовой обработки — 01, 02 и 05, для получистовой обработки — 05 и 10.

При использовании СТМ на основе алмаза глубины резания составляют до 2,5 мм при обработке пластмасс и до 0,5 мм при обработке твердых материалов. Большей прочностью обладают естественные алмазы (марки А), а не синтетические (АС — алмаз синтетический).

Применение инструмента из СТМ открывает новые технологические возможности. Так, например, появляется возможность обработки весьма нtтtхнологичных тонкостенных деталей (например, точение деталей с толщиной стенки 0,2 мм).

СТМ на основе алмаза и нитрида бора не взаимозаменяемы, они имеют свои собственные области рационального применения. Режущие инструменты из СТМ па основе нитрида бора применяют главным образом для обработки стали и чугуна, а алмазные инструменты — для обработки цветных металлов и сплавов (в частности, твердых сплавов), неметаллических материалов. При этом более широкое использование получили синтетические, а не редкие природные алмазы. Такое использование СТМ определяется высокой диффузионной способностью алмаза по отношению к сплавам на основе железа — сталям и чугунам и, напротив, инертностью к этим материалам нитрида бора.

Следует отметить некоторое перекрытие областей применения композитов (СТМ на основе нитрида бора) и режущей керамики вследствие ее высокой твердости и теплостойкости — это использование лезвийной обработки взамен шлифования.

При обработке закаленных сталей с высокой твердостью (свыше 60 HRC) наиболее рационально применение композитов. Композит 01 — эльбор имеет бо? льшую стойкость, чем режущая керамика, во всем диапазоне скоростей резания. Преимущество композита достигается за счет более высоких значений твердости, теплостойкости и модуля упругости, а также меньшего коэффициента теплового расширения.

Напротив, при чистовой обработке материалов низкой твердости и прочности, например незакаленных сталей, ферритных чугунов и т. п., следует использовать керамику, а не СТМ. При этом достигается более высокая производительность, гак как при высоких скоростях резания (более 250…300 м/мин), присущих керамике, композиты всех марок практически неработоспособны.