Металлокерамические материалы для изготовления режущего инструмента. Циклы деловой активности

Дата:

Класс: 10

Тема: Металлокерамические материалы для изготовления режущего инструмента. Циклы деловой активности.

Цель урока: 1. Познакомить учащихся с металлокерамическими изделиями.

2.Развивать знания в машиностроение и экономике.

3.Прививать интерес к машиностроению.

Оборудование : режущий и измерительный инструмент.

Ход урока:

I Орг.момент.

II Изучение нового материала.

Твёрдыми называют сплавы, созданные на основе тугоплавких и высокотвердых карбидов вольфрама, тантала, титана, соединенных кобальтом или другой металлической связкой. Такие сплавы являются металлокерамическими. Их выпускают в виде пластин для оснащения фрез, сверл, резцов и другого режущего инструмента, измерительных приборов, деталей машин и пр.

Более высокой твердостью и красностойкостью, чем наплавочные твердые сплавы, обладают сплавы второй группы — металло - керамические или порошковые твердые сплавы.

Производство изделий из этих сплавов: пластинок для режущего инструмента, фильер для волочения проволоки, коронок для буровых машин, волочильных досок для калибровки стали, цветных металлов и т.п., относится к области порошковой металлургии.

Особенностью этого производства является то, что детали точного химического состава и готовых размеров, т.е. не требующие дополнительной обработки, изготовляют путем смешения, прессовки и последующего спекания металлических порошков.

В частности, пластинки твердых режущих сплавов получают путем прессовки порошков карбидов вольфрама, карбидов титана и кобальта под давлением в 5—7 тыс. атм в специальных стальных пресс-формах.

В процессе последующего спекания при температуре 1400—1600° эти пластинки приобретают необходимую прочность.

Исходными продуктами для получения металлокерамических твердых сплавов являются вольфрамовый ангидрид (WO₃), сажа, двуокись титана (TO₂) и окись кобальта (СO₃О₄).

В процессе производства получаются порошки карбидов вольфрама и титана и порошок кобальта, подвергаемые в дальнейшем смешению, прессованию и спеканию.

Общая схема изготовления металлокерамических твердых сплавов представлена на рис. 78.

Пластинки твердых сплавов обладают твердостью 85Rа и более и красностойкостью до 1200°.

Они припаиваются к державке, изготовленной из углеродистой стали, и после заточки на специальных наждачных кругах применяются в качестве режущего инструмента.

Преимущества твердосплавного инструмента:

износостойкость;

твёрдость HRA 80–92 (HRCЭ 73–76);

высокая теплостойкость – до 800–1000°С;

скорость резания в 5-10 раз выше, чем быстрорежущего инструмента.

По своим эксплуатационным характеристикам твердосплавные инструменты превосходят изделия из углеродистых и быстрорежущих сталей. На рисунке показана зависимость твердости инструментальных материалов от температуры испытания.
Обозначения: 1 - углеродистая сталь, 2 - быстрорежущая сталь, 3 - твердый сплав.
Область применения металлокерамических твердых сплавов определяется их свойствами, которые зависят от состава и зернистости карбидной фазы (WC, TiC, TaC) и от её соотношения со связывающей фазой. Регулируя эти факторы, можно изменять свойства сплавов.

Виды твердых сплавов

Согласно ГОСТ 3882–74 на российских заводах производят три группы металлокерамических твёрдых сплавов:

вольфрамовая (однокарбидная) – ВК;

титановольфрамовая (двухкарбидная) – Т..К..;

титанотанталовольфрамовая (трехкарбидная) – ТТ..К...

Сплавы вольфрамовой группы (WC—Со) обладают теплостойкостью до 800 °С, наибольшей прочностью, но меньшей твердостью, чем другие твердые сплавы. Их применяют при изготовлении режущего инструмента для обработки сталей, чугунов, цветных сплавов и неметаллических материалов. Для вольфрамовой группы сталей характерна повышенная стойкость к износу и сопротивляемость ударам, поэтому их широко применяют для производства горного инструмента, фильер, пуасонов, штампов, матриц и др.
Сплавы титановольфрамовой группы (WC—TiC—Co) обладают теплостойкостью до 900–1000 °С и более высокой твёрдостью. При температуре спекания карбид вольфрама растворяется в карбиде титана, образуя раствор (Ti, W)С, превышающий по твёрдости WC. Соотношение в шихте WC и TiC определяет структуру карбидной фазы. Так, в сплаве Т30К4 образуется одна карбидная фаза - раствор (Ti, W)С, который обеспечивает максимальную твёрдость сплава (HRA 92) и одновременно пониженную прочность. В других сплавах титановольфрамовой группы количество WC превышает растворимость в TiС, и карбиды вольфрама присутствуют в виде избыточных частиц. Основная сфера применения таких материалов – высокоскоростная обработка чугунов и сталей.
Группа титанотанталовольфрамовых сплавов (WC—TiC—TaC—Co) имеет структуру карбидной основы в виде твердого раствора (Ti, Та, W)С, и избыток WC. Для твердых сплавов этой группы характерна более высокая прочность и сопротивляемость выкрашиванию и вибрациям. Поэтому их используют при наиболее тяжелых условиях резания: при работе с труднообрабатываемыми сплавами и сталями, при черновой обработке стальных поковок и отливок.
В таблице приведены марки спеченных твердых сплавов, их характеристики и химический состав по ГОСТ 3882–74.

Металлокерамические твердые сплавы обладают двумя существенными недостатками:

повышенная хрупкость;

дефицитность основного сырья – вольфрама;

сложность изготовления из них фасонных изделий.

В связи с высоким дефицитом вольфрама приоритетным направлением отрасли стало применение безвольфрамовых твердых сплавов. Удачно применяют сплавы на основе карбида титана со связкой из никеля и молибдена, которые маркируются КТС и ТН соответственно. В состав твердых сплавах КТС-1 и КТС-2 входит 15–17 % никеля (Ni) и 7–9 % молибдена (Mo), остальная часть – карбид титана. В сплавах ТН-20, ТН-25, ТН-30 содержание никеля достигает 16-30%, молибдена – 5-9%. Твёрдость таких безвольфрамовых сплавов составляет 87–94 HRA, они обладают высокой стойкостью к коррозии и износу. Применяется такой материал для изготовления быстроизнашиваемых деталей в технологическом оборудовании и режущего инструмента.
На смену твёрдым сплавам в сфере обработки резанием всё чаще приходят керамические инструментальные материалы. В частности, керамики оксидного и оксидно-карбидного типа (В-3, ВОК-60, ВО-13), которые используют для оснащения режущего инструмента

Процесс регулярных увеличений и сокращений объема инвестиций, производства и занятости, являющихся причиной бумов (booms) и кризисов (depressions) c промежуточными фазами спада (recession) и оживления. Экономические циклы являются одной из основных неразгаданных тайн экономической теории. И чисто рыночные (market) (cм. также: новая классическая макроэкономическая теория (new classical macroeconomics), и кейнсианские теории не позволяют произвести полный анализ фактов, поэтому политика "тонкой настройки" (fine-tuning policies), рассчитанная на сглаживание циклов деловой активности, редко бывает успешной. Одно из объяснений существования экономических циклов состоит в том, что они являются результатом политической активности. Впервые предположение о политическом аспекте экономических циклов сделал Карл Маркс; позднее его развил Майкл Келеки (1899–1970). Он предположил, что в период бума экономическая сила рабочих возрастает и они требуют повышения заработной платы – последующий спад вызывается действиями капиталистов, стремящихся увеличить безработицу и таким образом уменьшить силу рабочих. Более поздние политические теории объясняют причину циклов желанием политических партий добиться переизбрания; партиям относительно легко провести в жизнь жесткие экономические решения вскоре после выборов, а затем, по мере приближения следующих выборов, стимулировать спрос, вызывая, таким образом, экономический цикл.

III.Закрепление:

1.Что такое напайка?

2.Как получают заготовку?

3. Что такое цикл деловой активности?

4. Какие измерительные инструменты напаяные вы знаете?

5. Для чего режущему инструменту напайки?

IV.Итог.