Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

 
ТЕМА № 5. МИНЕРАЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ 
МАТЕРИАЛЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ 
 
ЛЕКЦИЯ №9 
1.
 
Общая характеристика минералокерамики как инструментально-
го материала 
2.
 
Технологии получения, состав и структура минералокерамики, 
,основные группы 
 
 
1. 
Режущие свойства лучшего современного инструментального мате-
риала, каким являются твердые сплавы, можно считать в значительной сте-
пени исчерпанными в условиях скоростной обработки, когда температура в 
зоне резания достигает 800…900°. 
Задача дальнейшего прогресса в области резания металлов выдвинула 
необходимость изыскать такие инструментальные материалы, которые пре-
восходили бы твердые сплавы по режущим свойствам, главным образом в 
отношении теплостойкости, и в то же время не содержали дорогостоящих 
легирующих элементов, какие входят в состав твердых сплавов (вольфрам, 
кобальт и т.д.). 
Подобным материалом стала 
минералокерамика (режущая керами-
ка),
которая может быть применена для резания стали и чугуна, других мате-
риалов и имеет значительные преимущества перед быстрорежущим и твер-
досплавным инструментом в отношении допускаемых скоростей резания и 
стойкости резцов. 

---

35 
35 
По сравнению с твердыми сплавами минералокерамика обладает сле-
дующими достоинствами: 
а) повышенной красностойкостью (до 1100…1200ºС), обеспечивающей обра-
ботку сталей большой твердости; 
б) высокой износоустойчивостью, позволяющей применять ее для таких ин-
струментов, к которым предъявляются особые требования в отношении раз-
мерной стойкости; 
в) малым сродством с обрабатываемым металлом, меньшим наростообразо-
ванием, повышенным качеством обработки, что позволяет применять ее для 
сталей и сплавов, обладающих пониженной обрабатываемостью; 
г) большой экономичностью благодаря дешевизне материала, отсутствию 
таких ценных компонентов, как вольфрам, титан, кобальт и т.д. 
Некоторые свойства инструментальной керамики по сравнению с дру-
гими материалами приведены в табл.12,13. 
Таблица 12 – Сравнительные значения свойств инструментальных материалов 
Таблица 13 – Сравнительные значения скоростей резания при точении 
минералокерамическим инструментом и инструментом из твердого сплава 
Основной особенностью режущей керамики является отсутствие свя-
зующей фазы, что значительно снижает степень ее разупрочнения при нагре-
ве в процессе изнашивания, повышает пластическую прочность, что пред-
определяет возможность применения высоких скоростей резания, намного 
превосходящих скорости резания инструментом из твердого сплава.
Отсутствие связующей фазы оказывает и определенное отрицательное 
влияние на эксплуатационные свойства керамического инструмента. В част-
ности, снижаются хрупкая прочность, ударная вязкость, трещиностойкость.

---

36 
36 
Поэтому керамический инструмент рекомендуют для чистовой и полу-
чистовой обработки без ударов серых, ковких, высокопрочных и отбеленных 
чугунов, низко- и высоколегированных сталей, в том числе улучшенных, 
термообработанных, цветных сплавов, конструкционных полимерных мате-
риалов. В указанных условиях инструмент, оснащенный пластинами из ре-
жущей керамики, заметно превосходит по работоспособности твердосплав-
ный инструмент.