|
Сравнительные испытания режущей
керамики проводили многие исследователи. При этом чистую окисную керамику со
стекловидной фазой или без нее сопоставляли с различными стандартами и
специальными марками
твердых сплавов при резании чугуна и стали
Эти сопоставления дают возможность в известной мере
решить, в каких случаях следует применять чувствительную к удару чистую
окисную керамику, относительно устойчивую к поломкам окисно-металлическую или
окис- но-карбидную керамику, и когда в зависимости от парка станков ее можно
сопоставлять с более пластичными стандартными твердыми сплавами типа WC—Со
(94/6), » WC — TiC — Со (78/16/6) или со специальными тверды- I ми сплавами,
например WC—TiC—ТаС—Со (93/2/2/3), 1 WC —TiC —Со (34/60/6), TiC — NiFeCr
(94/6) и TiC— I Мо2С — NiCr (80/10/10). Наиболее существенным явля- !' ется
сопоставление с указанными твердыми и изно- I состойкими специальными марками
твердых сплавов, так как на практике именно эти материалы в большинстве
случаев являются конкурентами режущей керамики. Данные всех сравнительных
испытаний прежде всего совпадают в том, что при соблюдении идеальных условий
резания область применения режущей керамики соответствует высоким скоростям
резания (200— 700 м/мин) и малым подачам.
Картина износа пластинок из режущей керамики при резании в
основном несколько отличается от картины износа твердосплавных пластинок. На
инструментах из режущей керамики не обнаруживается лунок и, следовательно,
выкрашиваний. Естественным мерилом стойкости инструмента поэтому может
служить затупление фаски в результате истирания. Согласно микроисследованиям А.
О. Шмидта и его сотрудников, у вершины резца и на режущей кромке в первые
несколько секунд возникают незначительные выкрашивания. Этот «мгновенный»
износ составляет около 0,025— 0,1 мм. Дальнейшее увеличение ширины износа до 0,25 мм протекает очень медленно. Благоприятную роль играет предварительный наклон режущей кромки.
Если ширина полосы износа достигает 0,25—0,3 мм, то пластинку нужно извлечь
из резца для переточки, так как иначе может произойти интенсивное
выкрашивание и трещинообразование.
При сопоставлении публикуемых данных по резанию нужно
указывать характер испытаний: лабораторные ли это эксперименты, проводившиеся
в благоприятных усло
виях, или производственные испытания, при которых хрупкая
режущая керамика неизбежно оказывается менее удобным материалом.
Влияние условий резания на износ особенно тщательно
изучено Рихтером и Геймелем.
На 154 представлены данные Агте и Геймеля о стойкости
режущей керамики различных марок. Марки 1—7 состоят из чистой окиси алюминия
с добавкой или без добавки стеклообразующей фазы. Марка 9 представляет собой
окисно-металлическую керамику, марки 8, 10, С40 и D25 являются типичными
представителями окиснокарбидной керамики. Как следует из 154, различие в
отношении стойкости очень велико. При этом некоторые марки окисной керамики
характеризуются большей производительностью, чем окисно-карбидная керамика.
Однако в промышленности последней отдается предпочтение благодаря ее большей
вязкости.
Данные, аналогичные данным Агте и Геймеля, получили Опиц и
Зибель, сравнивавшие различные марки режущей керамики с твердым сплавом WC —
TiC — Со (78/16/6) при обработке стали.
На 158 представлены данные Вейнера и Колермана для
режущей керамики С40 при обработке стали в сравнении с износостойкими
стандартными твердыми сплавами S1 и F1, а также с безвольфрамовым твердым
сплавом на основе карбида титана. При этом режущая керамика превосходит
безвольфрамовые твердые сплавы только при скорости резания свыше 600 м/мин.
При меньших скоростях резания твердый сплав на основе TiC предпочтительнее
режущей керамики благодаря большей вязкости.
Углы резания оказывают большое влияние на стойкость режущей
керамики при резании. Передний
Геймель приводит сравнительные данные для режущей керамики
С40 и стандартных марок износостойких твердых сплавов при обработке стали, в
то время как Давиль и Клингер сопоставляют окисно- карбидную керамику с
твердыми сплавами марок G1 и S1 при обработке чугуна и стали. При обработке
керамикой серого чугуна с большими скоростями резания износ по задней
поверхности значительно меньше, а при обработке стали лункообразование почти
незаметно. Однако при малых скоростях резания твердые сплавы предпочтительнее
режущей керамики
угол должен быть равен нулю. Однако для инструментов с
механическим креплением в большинстве случаев приходится применять
отрицательный передний угол, что вызывает больший износ по задней
поверхности. Задний
угол должен быть равен 5—8° для того, чтобы угол
заострения мог быть равен 90°. Большое значение имеет так же правильный выбор
установочного угла к и угла при вершине е. Чтобы угол при вершине был по
возможности большим, установочный угол делают меньше 90° (лучше всего
45—60°).
Если подвести итог всем данным, полученным при
лабораторных исследованиях, то выявляется следующее: значительные
устойчивость к окислению, горячая твердость и предел прочности при сжатии в
условиях высоких температур позволяют при применении режущей керамики
сохранять большие скорости резания в течение длительного периода времени.
Незначительное сопротивление в результате трения режущего инструмента
уменьшает потребление энергии на единицу объема снятой стружки. Малые
скорости резания при точении нежелательны и вызывают повреждения
инструментов. Необходимо также избегать прерывистого резания, изменения
глубины резания, шероховатой поверхности литья, окалины на поверхности,
усадочных раковин, различных включений в материале, колебаний твердости, а
также больших се
чений стружки. Предпочтительны малые подачи и глубины
резания.
Если использовать безупречно работающий инструмент с механическим
креплением пластинки, надежно прикрепленный к производительному, не
вибрирующему станку, то режущую керамику целесообразно применять для резания
отбеленного чугуна и других материалов, дающих короткую стружку и обработка
которых твердыми сплавами очень затруднена, например для абразивно
действующих материалов, пластмасс, эбонита, графита и т. д. При обработке
этих материалов с большой скоростью резания и при малом сечении стружки можно
снять большое количество материала. Благодаря незначительному износу при
резании обеспечивается весьма высокая точность в размерах и хорошая
поверхность обрабатываемой детали (как при алмазной обработке).
|