Методы обработки особенно твёрдых металлов

Обработка твердых металлов – высокотехнологичный и сложный процесс, для выполнения которого требуется особое оборудование и специальный инструмент. Это связано с тем, что подобные сплавы обладают высокой упругостью и прочностью, а потому сильно противостоят резанию, сверлению, шлифовке и прочим механическим обработкам. При этом качество соответствующего процесса во многом зависит от характеристик металла и правильного подбора режущего инструмента.

Особенности твердых сплавов

К труднообрабатываемым металлам относятся жаропрочные и нержавеющие стали и сплавы. Эти материалы представляют собой твердый раствор аустенитного класса, поэтому им присущи такие качества, как высокое сопротивление к коррозии, способность работать в напряженном состоянии на протяжении длительного времени, стойкость к химическому разрушению. Кроме этого, некоторым видам данных металлов присуща структура высокой дисперсности. За счет этого процесс скольжения практически не происходит.

Также усложняется обработка по следующим причинам:

• при резке происходит упрочнение материала;
• сплавы такого характера обладают низкой теплопроводностью, а потому контактная часть обрабатываемой детали и инструмента начинают схватываться;
• сохраняется исходная прочность даже при очень высокой температуре;
• высокая истирающая способность сплавов приводит к образованию включений, которые негативно отражаются на инструменте;
• виброустойчивость металлов обуславливается неравномерное протекание процесса резания, а значит, получить желаемое качество обработки не получится.

Подбор инструмента

Для того чтобы избежать всех вышеописанных проблем и провести качественную обработку твердых сплавов, необходимо в первую очередь правильно подобрать инструмент. Он должен быть изготовлен из металла, который обладает более высокими режущими свойствами, чем обрабатываемая деталь. При этом для предварительной обработки специалисты рекомендуют использовать твердосплавными резцами, а для чистовой – быстрорежущие. К последним относятся стали марок Р14Ф4, Р10К5Ф5, Р9Ф5, Р9К9.

Для изготовления инструмента из твердосплавных металлов используют три вида сплавов:

• Т30К4, Т15К6, ВКЗ – износостойкие;
• Т5К7, Т5К10 – отличаются высокой вязкостью;
• ВК6А, ВК8 – нечувствительны к ударам, обладают наименьшим сопротивлением к износу.

Для упрочнения инструментов и повышения их рабочих характеристик дополнительно проводят нанесение второго слоя твердосплавного металла, цианирование, хромирование, плакирование.

СОЖ

Правильный подбор охлаждающих жидкостей и способа их применения – не менее важный процесс в том случае, если необходимо произвести обработку твердых сплавов. Для сверления специалисты рекомендуют использовать материалы на минеральной основе. Особенно они повышают производительность при работе с титаном, который очень сложен в работе. Для токарной обработки легированных сталей подойдет полусинтетические СОЖ, для хонингования и шлифовки чугуна – жидкость без минеральных масел. Также существуют универсальные материалы, которые очень выгодно использовать в том случае, если характер обработки металла постоянно меняется.

Наиболее оптимальный способ подачи СОЖ при работе с твердыми металлами считается высоконапорный, при котором жидкость подается тонкой струей на заднюю стенку инструмента. Не менее эффективными являются распыление жидкости и охлаждение углекислотой. Все это позволяет повысить стойкость инструмента и улучшить качество обработки.

Требования к оборудованию

Оборудование для обработки твердых металлов разительно отличается от стандартных станков. Подобные модели отличаются:

• повышенной жесткостью всех механизмов;
• виброустойчивостью;
• высокой мощностью;
• наличием каналов для отвода стружки;
• особые места посадки для фиксации короткого инструмента.

02 ноября 2016