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

Основными группами инструментальных материалов для режущих 
инструментов являются следующие.
 
▲
Инструментальные стали.
В качестве инструментальных приме-
няют и углеродистые, и легированные стали; отдельную группу легирован-
ных сталей составляют быстрорежущие стали, которые наиболее распро-
странены. По твердости в холодном состоянии все эти стали мало отличаются 
друг от друга, основное их отличие – в теплостойкости. 
▲
Твердые сплавы
положили начало новому этапу в механообработке, 
связанному с преодолением очередного скоростного и теплового барьера.
Области применения твердых сплавов: черновая, получистовая и чи-
стовая обработка конструкционных малолегированных и легированных сталей, чугунов, 
некоторых цветных сплавов. 
▲ Минералокерамика (режущая керамика) – 
перспективный класс 
материалов, основними областями применения которых являются чистовая и 
получистовая обработка материалов повышенной твердости и прочности на 
высоких скоростях резания без ударов (обточка и расточка заготовок из высо-
копрочных чугунов, труднообрабатываемых сталей, некоторых цветных металлов и спла-
вов). 
▲
 Абразивные материалы
– САМ. РАБ. №1. 
 
▲
Синтетические сверхтвердые материалы на основе алмаза и 
нитрида бора 
по своей твердости превышают обрабатываемый материал в 
2…5 раз, в значительной мере соответствуют требованиям, предъявляемым к ре-
жущим инструментам современными отраслями промышленности. 
▲
Перспективным направлением в создании высокоэффективных ин-
струментов для металлообработки является применение 
инструментов с из-
носостойкими покрытиями
. 
 
В качестве материала износостойких покрытий используются нитрид-
ные, карбидные, карбонитридные, оксидные, боридные соединения туго-
плавких металлов IV-VI групп Периодической системы элементов. 
Применение износостойких покрытий обеспечивает экономию дефи-
цитных и дорогостоящих металлов, используемых при объемном сложном 
легировании для повышения режущих свойств инструмента; создает воз-
можность создания новых материалов – композиций
– 
с высокой конструк-
ционной прочностью (высокой долговечностью и надежностью); повышает 

---

6 
6 
эксплуатационную стойкость инструментов; обеспечивает особые свойства 
поверхности
- 
жаростойкость,
 
теплопроводность, заданный коэффициент 
трения и т.д. 
Основные группы инструментальных материалов для режущих ин-
струментов и некоторые их характеристики представлены на рис.1, в табл.1.
Наиболее распространенная из различных групп инструментальных 
материалов – быстрорежущая сталь, из которой изготавливается около 60% 
инструмента, из металлокерамических твердых сплавов – около 30%, из 
остальных групп материалов – около 10 % лезвийного инструмента. 
 
Рисунок 1 – Основные группы инструментальных материалов 
Таблица 1 – Характеристики инструментальных материалов 
Инструментальный 
материал 
Структура 
Теплостойкость,
О
С 
Скорость резания 
V, м/мин 
Углеродистые и 
легированные стали 
Твердый раствор + 
карбиды (15%) 
200 – 250 
10…25 
Быстрорежущие 
стали 
Твердый раствор + 
карбиды (30%) 
600 - 650 
40…80 
Твердые сплавы 
Карбиды (более 
90%) + твердый 
раствор 
900 - 1000 
до 800 
Режущая керамика и 
СТМ 
Оксиды, карбиды, 
нитриды, алмаз 
1100 – 1200 
до 900