Неполадки, связанные с неблагоприятной микроструктурой обрабатываемой стали

От | 26.12.2016

Неполадки, связанные с неблагоприятной микроструктурой обрабатываемой стали Неполадки в работе режущими инструментами часто связаны с неудовлетворительной микроструктурой, обусловленной неправильной термической обработкой прутков или поковок, даже если все остальные условия обработки благоприятны [237]. От микроструктуры стали зависят:

  • стойкость инструмента;
  • шероховатость обработанной поверхности;
  • налипания обрабатываемого металла на задние поверхности инструмента;
  • вибрации со всеми неполадками.

При внезапном появлении таких неполадок обязательно проводят металлографические исследования микроструктуры стали на микроскопах с увеличением не менее х500, чтобы детально выяснить характер микроструктуры.

Микроструктура “сырой” стали состоит из феррита и перлита. Феррит — это чистое железо. Он очень мягкий, склонен к налипаниям на инструмент, но обладает низкой истирающей способностью, обусловливающей высокую стойкость инструмента. Перлит — соединение железа с углеродом. Различают зернистый, пластинчатый и сорбитообразный перлит (пластинчатый перлит с очень тонкими пластинками цементита). Цементит — очень твердый, обладает высокой истирающей способностью. Чем тоньше пластинки цементита, тем истирающая способность выше. Стойкость инструмента при резании цементита низкая, но нет налипаний на поверхностях инструмента и чистый срез, обеспечивающий малую шероховатость обработанной поверхности. Из изложенного нетрудно сделать вывод, что соответствующим соотношением и взаимным расположением составляющих микроструктуры можно обеспечить достаточно высокими нужные нам показатели обрабатываемости стали. В основном желательны структуры с составляющими небольшой зернистости и равномерным расположением по объему заготовки. Отсутствие скоплений феррита уменьшает налипания на инструмент и уменьшает шероховатость обработанных поверхностей, а отсутствие скоплений перлита повышает стойкость инструмента.

Малоуглеродистые стали (содержание углерода до 0,3 %) должны иметь структуру феррита и пластинчатого, а лучше — сорбитообразного перлита. Зерна перлита должны быть равномерно расположены в ферритном поле. Резко выраженная строчечность феррита и его крупные колонии увеличивают налипания на инструмент и шероховатость .поверхностей, обработанных с низкими скоростями. Наблюдается повышенная склонность к вибрациям, особенно в случае зернистого перлита.

Стали со средним содержанием углерода (0,35—0,55 %) для обеспечения удовлетворительной стойкости инструмента и малой шероховатости поверхностей, обработанных с низкими скоростями резания, должны иметь структуру пластинчатого перлита и феррита в виде сетки или некрупных зерен. Зернистый перлит вместо пластинчатого предпочтительнее при работе с высокими скоростями. Стойкость режущего инструмента при этом выше и шероховатость обработанной поверхности удовлетворительная. Резание зернистого перлита с низкими скоростями (до 10—15 м/мин) сопровождается налипаниями, повышенной шероховатостью обработанной поверхности с характерными неровностями в виде надрывов и повышенной чувствительностью к вибрациям из-за роста сил резания.

Высокоуглеродистые стали должны иметь структуру зернистого перлита. Пластинчатый перлит не допускается, так как стойкость режущего инструмента при этом низкая. Шероховатость обработанных поверхностей заготовок с зернистым перлитом чуть больше, чем с пластинчатым, но значительно ниже, чем в случае зернистого перлита у среднеуглеродистых сталей. Поэтому с точки зрения шероховатости зернистый перлит высокоуглеродистых сталей вполне приемлем, тем более, что в большинстве случаев детали из высокоуглеродистых сталей подвергаются последующей закалке и шлифованию. Исходная шероховатость после лезвийной обработки в таких случаях не имеет значения.

Карбиды легирующих элементов, имеющиеся в высокоуглеродистых сталях, должны быть равномерно расположены и иметь небольшие размеры. Скопления карбидов и их строчечность не допускаются, так как при этом понижается не только стойкость режущих инструментов, но и прочность самих обрабатываемых деталей.

Отдельно необходимо отметить, что обрабатываемость сталей, без понижения их механических свойств, можно значительно улучшить микродобавками серы, свинца, силикокальция, селена, теллура и других элементов. Микролегирование стали повышает стойкость инструментов от 1,5 до 3 раз. Во столько же раз снижается расход режущего инструмента [221].

 

Контрольные вопросы

  1. Неполадки с режущими инструментами в процессе эксплуатации.
  2. Причины низкой стойкости инструментов и способы ее повышения.
  3. Причины выкрошивания режущих кромок и поломок инструмента.
  4. Вибрации при резании. Их причины и следствия.
  5. Причины налипаний обрабатываемого металла на рабочие поверхности инструмента. Последствия налипаний. Методы борьбы с налипаниями.
  6. Погрешности размеров и формы поверхностей, обработанных фасонными инструментами.
  7. Факторы, влияющие на усадку и разбивание размеров детали сверлами, зенкерами и развертками.
  8. Взаимосвязь между разбиванием и рассеиванием размеров, т.е. точностью обработки.
  9. Влияние параметров метчика и условий его эксплуатации на разбивание размеров резьбы (среднего диаметра, шага, половины угла профиля).
  10. Причины разбивания размеров резьбы метчиками и методы их устранения.
  11.  Мероприятия по уменьшению шероховатости обработанных поверхностей.
  12. Влияние микроструктуры стали заготовок на их обрабатываемость.
  13. Мероприятия по улучшению обрабатываемости стали.

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *