Для оснащення ріжучих інструментів застосовують Мінералокераміческіе матеріал марки ЦМ-332 на основі окису алюмінію (А1203) з невеликими добавками окису цинку або кальцію, окису магнію або марганцю. За фізико-механічними властивостями мінералів кераміка в значній мірі відрізняється від метал-локераміческіх твердих сплавів: вона не поступається їм по твердості і перевершує по зносостійкості, проте володіє низькими показниками ударної в'язкості і опору вигину.
Фізико-механічні властивості мінералокераміки залежать від її структури, яка характеризується формою, розміром, щільністю і взаємним розташуванням зерен. Основний її недолік - низька теплопровідність, що необхідно враховувати при виборі типу кріплення пластинок до державки інструменту і способу обробки.
Мінералокераміка має ряд позитивних якостей. Так, межа міцності на стиск у неї такий же, як у твердих сплавів, а теплостійкість - на 200 ... 300 ° С вище, ніж у них, і майже вдвічі вище, ніж у швидкорізальних сталей. Головне ж достоїнство її полягає в тому, що вона зберігає твердість при високих температурах, що виникають в зоні різання. Наприклад, при температурі 1000 ° С твердість мінералокераміки становить HRC 61, а твердого сплаву ВК8 - HRC 26. При обробці Мінералокераміческіе інструментом сталей досягається менша шорсткість поверхні, так як на ньому не утворюється наросту.
Раціонально використовуючи властивості мінералокераміки, можна розробити високопродуктивний технологічний процес напівчистової і чистової обробки сталі, чавуну, кольорових металів-, жароміцних сплавів.
Мінералокераміческіе пластинки марки ЦМ-332 для оснащення ріжучих інструментів випускають прямокутної, напівкруглої і іншої форми. Розроблено ряд типорозмірів багатогранних непереточуваних мі-нералокераміческіх пластинок трьох-, п'яти- і шестигранної форми. Платівки всіх форм виконані в двох варіантах: плоскі - для обробки загартованих сталей і з викружками уздовж всіх ріжучих кромок- для обробки незагартованої стали і чавуну твердістю НВ 200. Розміри викружек обрані з таким розрахунком, щоб забезпечити задовільний відведення стружки при t = 1 ... 5 мм і S = 0,25 ... 0,6 мм / об, т. е. в діапазоні получістових і чистових операцій.
Щоб послабити крихкість Мінералокераміческіе сплавів, використовують чисті тугоплавкі окисли АЬ03 (з температурою плавлення 2050 ° С), хімічно пов'язані металами залізної групи - Fe, Ni або тугоплавкими металами - титаном, цирконієм, хромом або молібденом. Отримувані таким чином керма-ти - щось середнє між металокерамічними твердими сплавами і мінералокерамікою.
Останнім часом з'явилися нові, більш міцні керамічні матеріали-біла кераміка ВШ (А1203 = = 100%). Вона застосовується для обробки чугуноз і успішно замінює тверді сплави марок ВКЗ. ВКЗ -М та Т30К4 на чистових операціях. Вітчизняна промисловість випускає тригранні, чотиригранні і багатогранні пластинки з чорної кераміки марки ВЗ, що складається з 60% А1203 і 40% карбідів тугоплавких металів. Твердість цих керметів HRA 92 ... 94, межа міцності при вигині - 45 ... 55 кгс / мм2, красностойкость- 1200 ... 1300 ° С. Інструменти, оснащені КЕРМЕТ ВЗ, застосовують для чистового і напівчистового точіння хромонікелемолібденових сталей твердістю HRC 50 ... 52 на режимах: v = 110 ... 200 м / хв, S = = 0,14 ... 0,3 мм / об і / = 0,25 ... 0,5 мм. Шорсткість оброблених поверхонь відповідає /? А = 1,25 ... 0,63 мкм.
В даний час розроблені і знаходять практичне застосування нові надтверді матеріали, отримані на основі нітриду бору, - ельбор-Р і ісміт, а також синтетичні алмази - баллас і карбонадо. За ріжучим властивостям і зносостійкості вони в кілька разів перевершують металокерамічні тверді сплави і мінералокераміки.
Різці з ельбор-Р виготовляють двох видів: збірні, в яких заготовки з ельбор кріпляться в перехідній вставці, яка встановлюється в корпусі різця, і цільні, де заготовки кріпляться безпосередньо в тіло інструмента шляхом заливання їх рідким металом.
Різці зі вставками з ельбор-Р не тільки забезпечують високу продуктивність, але і дозволяють отримати шорсткість в межах Ra = 1,25 ... 0,63 - Ra = 0,63 ... 0,32 мкм, поліпшити розмірну точність на 1-2 класу, виключити утворення пріжогов і шаржування поверхні. Найбільша стійкість Ельба-рових різців - 45 ... 75 хв. Вона може бути підвищена ще на 30% при охолодженні інструменту стисненим повітрям під тиском 1,5 атм і на 50% при охолодженні 2,5% -ою емульсією.
Найбільш ефективним є застосування ельбор-Р при обробці загартованих сталей гострінням замість шліфування і при розточування отворів.
Надтвердий матеріал ісміт, отриманий на основі нітриду бору, має більш високу стійкість, ніж тверді сплави, при точінні загартованих сталей. Розміри полікристалів ісміта дозволяють оснащувати ними прохідні й розточувальні різці, фрези і інший лезовий інструмент.
Використання різців з ісміта при обробці деталей беззазорний вирубних штампів зі сталі У10А твердістю HRC 56 ... 58 дало можливість в 2 рази збільшити продуктивність праці за рахунок збільшення швидкості і точності обробки.
Баллас - синтетичний алмаз (АБС)-призначений для обробки деталей зі склопластику. Різці з Баллас дозволяють працювати без охолодження при швидкості 350 ... 450 м / хв, глибині різання 1,5 мм і поздовжньої подачі 0,1 ... 0,21 мм / об, при цьому стійкість різців більш висока, ніж оснащених твердим сплавом ВК8.
Синтетичний алмаз карбонадо застосовують для обробки алюмінієвих і мідних сплавів.
Для оснащення ріжучих інструментів застосовується Мінералокераміческіе матеріал марки ЦМ-332 на основі окису алюмінію (А1203) з невеликими добавками окису цинку або кальцію, окису магнію або марганцю.
За фізико-механічними властивостями мінералокераіческіе матеріали значно відрізняються від металокерамічних твердих сплавів. Вони не поступаються твердих сплавів по твердості, перевершують їх по зносостійкості, але володіють низькими показниками ударної в'язкості і опору вигину.
Фізико-механічні властивості мінералокераміки залежать від її структури, яка характеризується формою, розміром, щільністю і взаємним розташуванням зерен.
Досвід застосування Мінералокераміческіе інструментів показує, що структура мінералокераміки в межах партії і окремих пластинок вкрай неоднорідна. Верхній шар пластинки складається з більших зерен в порівнянні з шаром, розташованим на глибині 0,2 мм. Розміри зерен коливаються від 1,5-3 і до 3-6 мкм. Мінералокераміческіе пластинки з дрібнозернистою структурою (до 3 мкм) мають більш високу твердість, міцність і зносостійкість.
Основний недолік мінералокераміки - її низька теплопровідність. Цю обставину необхідно враховувати при виборі типу кріплення пластинок до державам інструментів і способу обробки.
Мінералокераміка має ряд позитивних ка-естве Так, її межа міцності на стиск не поступається твердих сплавів, теплостійкість - на 200-300 ° С перевищене, ніж у твердих сплавів, і майже вдвічі вище, ніж v швидкорізальних сталей. Головне достоїнство її полягає в тому, що вона зберігає твердість при високих температурах, що виникають в зоні різання. Наприклад при температурі 1000 ° С твердість мінералокераміки ITRC 61, а твердого сплаву BK8- HRC 26.
При обробці сталей Мінералокераміческіе інструментом досягається менша шорсткість, ніж при обробці твердосплавним інструментом. Це пояснюється тим, що на Мінералокераміческіе інструменті не утворюється наросту.
Знаючи відмінні властивості мінералокерамікн, можна розробити високопродуктивний технологічний процес напівчистової і чистової обробки сталі, чавуну, кольорових металів, жароміцних сплавів.
Підприємства з виробництва твердих сплавів випускають платівки марки ЦМ-332 прямокутної, напівкруглої і іншої форми для оснащення ріжучих інструментів.
Під ВНДІ розроблений ряд типорозмірів багатогранних непереточуваних Мінералокераміческіе пластинок трьох-, п'яти- і шестигранної форми. Платівки всіх форм виконані в двох варіантах: плоскі - для обробки загартованих сталей і з викружками уздовж всіх різальних крайок - для обробки незагартованої стали чавуну твердістю НВ 200.
Кермети. Для оснащення ріжучих інструментів використовують і інші види Мінералокераміческіе матеріалів, що мають в своєму складі крім основного компонента (А1203) добавки металів або їх карбідів. Такі матеріали отримали назву керметів.
Введення до складу мінералокераміки подібних добавок дозволило дещо поліпшити її фізико-механічні властивості, і в першу чергу підвищити межу міцності при вигині.
Як металевих добавок вводять не більше 10% хрому і молібдену. Так, Кермет марки А10 (НДР) містить 10% молібдену. Кермет марки С40 складається з 60% А120з і 40% Мос - WC. Твердість його становить HRA 90; межа міцності при вигині -45 кгс / мм2.
Існують і інші напрямки в розробці керметів. Так, наприклад, в США випускають потрійний бо-рид, що містить молібден, нікель і бор, подвійний карбід титану і ін.
Застосовувані в промисловості кермети марки НС20М мають наступний хімічний склад (у%): 73,52 А1; 12,12 Мо; 7,45 Ti; 3,35 W; 0,37 Fe; 0,08 З; 0-032 Ni; 0,016 Сг; 0,01 Мп; 0,014 Si і 3,0 С.
Міцність на вигин КЕРМЕТ НС20М на 24% вище, ніж мінералокераміки ЦМ-332, на стиск - більше ніж в 2 рази, твердість дорівнює HRA 91,8.
Інструменти, оснащені КЕРМЕТ НС20М, застосовують для чистового і тонкого точіння сталей на режимах: у = 120 м / хв; s = 0,052-0,1 мм / об; (= 1-5 мм. Шорсткість оброблених поверхонь відповідає V5-У7-му класах.
Застосування КЕРМЕТ НС20М замість твердих сплавів на обробці деталей зі сталі 40Х і спеціального чавуну діаметром від 40 до 500 мм і довжиною від 150 до 1300 мм дозволило підвищити продуктивність процесу в 2-2,5 рази.