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 e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *