Керамические материалы. Сверхтвердые материалы

Керамические материалы

Режущая керамика - это материал на основе химических соединений (оксидов или нитридов), полученный порошковой технологией.

По химическому составу основы керамические материалы подразделяют на оксидные (на основе А1₂О₃) и нитридные (на основе Si₃N₄) керамики.

Керамику на основе А1₂О₃ в зависимости от легирующих компонентов подразделяют на подгруппы: оксидная чистая, или белая (легированная оксидами MgO, ZrO₂ и др.); оксидно-карбидная смешанная, или черная (легированная карбидами тугоплавких металлов и оксидами) и оксидно-нитридная (легированная нитридом титана TiN и др.).

Важнейшие свойства керамики: плотность (после спекания) и зернистость. Получают ее холодным прессованием при 20 °С с последующим спеканием спрессованных заготовок. Это наиболее дешевая технология. Иногда режущие пластины получают методом горячего прессования.

Состав, технология получения и механические свойства керамики приведены в табл. 6, а рекомендации по ее выбору - в табл. 7

Сверхтвердые материалы

Необходимость обработки резанием закаленных сталей с твердостью около 60 HRC3, жаропрочных сталей и сплавов, керамики, пластмасс, сплавов на основе титана потребовала применения особо стойких режущих инструментов. Наиболее перспективным направлением повышения стойкости инструментов стала разработка новых инструментальных материалов с твердостью выше 20 ГПа:

природных и синтетических алмазов с твердостью около 100 ГПа;

нитрида бора со структурой сфалерита с твердостью 70-90 ГПа;

тугоплавких карбидов, боридов, нитридов, оксидов (например, Si₃N₄ с твердостью 33-34 ГПа).

Сверхтвердые материалы для режущих инструментов производят в виде монокристаллов, поликристаллов, полученных высокотемпературным спеканием; сверхтвердых композитов, в которых частицы сверхтвердых веществ соединены металлической или керамической связкой. Последние получают прессованием при высоких давлениях и температурах, по механическим свойствам и стойкости при резании они превосходят известные твердые сплавы. Преимуществом композитов является полное отсутствие в них весьма дефицитных и дорогих вольфрама и кобальта.

Режущие инструменты из сверхтвердых материалов используют на операциях получистовой, чистовой и тонкой обработки при скоростях резания, на порядок превышающих скорости резания твердосплавным инструментом. Высокие скорости резания обеспечивают точность размеров и пониженную шероховатость обработанной поверхности при высокой производительности и экономичности.

Свойства материалов на основе нитрида бора, области их применения и режимы резания приведены в таблицах.

⇐ Предыдущая 1 23