2. Інструментальні матеріали



 2.1. Умови роботи та вимоги до інструментальних матеріалів

 

Матеріал інструменту при роботі піддається дії напружень механічного і теплового походження (особливо при перервному різанні), що циклічно змінюються. Це створює передумови для розвитку тріщин термомеханічної втоми. Суттєвий розігрів робочих поверхонь інструменту внаслідок виділення тепла в зонах випереджаючої і супутньої пластичної деформації оброблюваного матеріалу, його фрикційної взаємодії з поверхнями інструменту, значні контактні напруження полегшують утворення в процесі оброблення ювенільних поверхонь. Саме на цих поверхнях протікають адгезійні реакції між оброблюваним та інструментальним матеріалами. Взаємне переміщення оброблюваного матеріалу і ріжучого інструменту реалізується в режимі пружно-пластичної деформації деталі, що сприяє активному зношуванню останнього. Швидкість різання V і подача S, як правило, найбільш суттєво впливають на рівень розігрівання робочих поверхонь ріжучого інструменту при його експлуатації. При різанні високоміцних, жароміцних і спеціальних сплавів температура різання підвищується до 800…1300оС, а при обробленні звичайних сталей і сплавів середньої міцності температура різання досягає 600…750оС. Зазначені температури відносяться, головним чином, до розігрівання передньої поверхні ріжучого інструменту, тоді як задня поверхня, головна і допоміжна ріжучі кромки розігріваються менше.

Достатньо складним є і характер розподілу напружень в ріжучому клині. Середні нормальні і середні дотичні напруження досягають максимальних значень на ріжучій кромці. В окремих випадках вказані значення можуть досягати 1300…2600 МПа. Складним чином розподіляються напруження по перерізу різця. Якщо на передній поверхні вони можуть мінятися від негативних (що стискають) до позитивних (що розтягують), то на задній поверхні формуються виключно стискаючі напруження. При важко навантажених операціях різання виникають високі контактні напруження – до 3000…5000 МПа на передній поверхні і 3500…5800 МПа на задній. Робоча кромка інструменту знаходиться в умовах, близьких до нерівномірного всебічного стискання.

При жорстких умовах оброблення вірогідне пластичне деформування і пластична течія тонких поверхневих шарів навіть мало пластичних матеріалів, таких як інструментальні сталі і тверді сплави. При недостатній міцності інструментальної сталі або при підвищених робочих навантаженнях (наприклад, збільшена подача) відбувається руйнування ріжучого інструменту або викришування ріжучих кромок біля основи. Ударне навантаження виникає на операціях обдирання, за умами нежорсткої системи ВПІД, на операціях наскрізного свердління, при використанні багатолезового інструменту, при протягуванні, довбанні. Для забезпечення високої точності оброблення ріжучий інструмент повинен зберігати незмінну форму і розміри робочих кромок. Тому до інструментальних матеріалів пред’являють підвищені вимоги до зносостійкості. Зношення робочих поверхонь і елементів інструменту пов’язано з такими явищами, як: абразивне стирання, адгезійне зношення, дифузійне зношення, яке виявляється в видаленні матеріалу інструменту (особливо з передньої поверхні) і пов’язане зі зміною структури і фазового складу найбільш термо напружених ділянок контакту із стружкою. Саме зносостійкість є одним з основних факторів, які визначають роботоздатність ріжучого інструменту.

Явища, що протікають в поверхневих шарах інструменту при його роботі і, зрештою, що приводять до його зняття з експлуатації внаслідок:

1. Крихкого руйнування – це одна з основних причин, внаслідок якої відбувається зниження роботоздатності ріжучого інструменту, особливо важко навантажених його елементів, таких як ріжучі кромки, тонкі леза і т.п. Як правило, крихке руйнування виявляється або на початкових етапах експлуатації інструменту в процесі його припрацювання, або на стадії, яка передує катастрофічній втраті роботоздатності через зміну геометричних розмірів робочих елементів внаслідок зношування і зміни фізико-механічних характеристик поверхневого шару. Зазначені зміни пов’язані з дією: періодичних теплових і силових навантажень; адгезійних і дифузійних процесів, що виникають в процесі різання між матеріалами інструменту і оброблюваних деталей; адсорбційно-корозійними процесами, що протікають у присутності змащувально-мастильних технологічних серидовищ; зміною структурних характеристик поверхневого шару (зневуглецювання поверхневого шару, формування вторинного загартованого шару з підвищеною крихкістю і т.п.).

2. Зміни геометричних розмірів, що найчастіше приводить до зняття з експлуатації різального інструменту, особливо використовуваного при обробленні жароміцних, нержавіючих та інших спеціальних сталей і сплавів (особливо при виготовленні деталей підвищеної точності).

3. Появи і розвитку в ріжучому інструменті тріщин термомеханічної втоми. Подібні дефекти мають місце для важко навантажених елементів різального інструменту, який експлуатують в умовах періодичної термосилової дії. При цьому утворюються повздовжні (гребінчасті) тріщини термомеханічної втоми. Як правило, вони з’являються на різальних кромках інструменту при фрезеруванні і в окремих випадках у великогабаритного інструменту.

З урахуванням необхідності опору контактних ділянок ріжучого інструменту зношуванню, мікро - і макроруйнуванню до властивостей інструментальних матеріалів пред'являється ряд спеціальних вимог. Основні з них такі:

1. Висока твердість, щоб лезо могло проникнути в оброблювану заготовку. Як правило, твердість інструментального матеріалу має бути вище твердості оброблюваного у 1,4…1,7 рази.

2. Висока міцність. Якщо висока твердість не забезпечується необхідною міцністю, матеріал стає крихким і це приводить до викришування різальних кромок інструмента або його поломки. Крім того, інструментальний матеріал повинен мати достатній рівень ударної в'язкості та опиратися появі тріщин (тобто, мати високу тріщиностійкість).

3. Висока теплостійкість, що означає здатність матеріалу зберігати високу твердість і міцність при температурах різання. Підвищення теплостійкості інструментального матеріалу дозволяє йому працювати з більшими швидкостями різання (табл. 2.1).

 

Таблиця  2.1 – Зв'язок між теплостійкістю і допустимою швидкістю різання для різних інструментальних матеріалів

Матеріал

Критична
температура
 теплостійкості, °С

Допустима швидкість при різанні сталі 45, (м/хв)

Вуглецева інструментальна сталь

200…250

10…15

Легована інструментальна сталь

350…510

15…30

Швидкоріжуча сталь

600…650

40…60

Тверді сплави:

 

 

      Група ВК,

900…930

120…200

      Групи ТК і ТТК,

1000…1030

150…250

      Титанові (безвольфрамові),

800…830

100…300

      З покриттям.

1000…1100

200…300

Ріжуча кераміка

1200…1230

400…600

 

4. Висока зносостійкість при підвищеній температурі, тобто добра опірність зношуванню оброблюваним матеріалом.

5. Низька фізико-хімічна активність інструментального матеріалу відносно до оброблюваного.

6. Висока технологічність – властивість, що забезпечує оптимальні умови виготовлення інструментів.

7. Інструментальний матеріал має бути економічним, тобто вартість інструменту з нього виготовленого, що припадає на одиницю продукції, повинна бути мінімальною.

 

2.2. Інструментальні сталі

 

Вуглецеві інструментальні сталі: У7, У7А, ... У13, У13А.

Вказані сталі в своєму складі містять 0,6…1,4% вуглецю. Крім заліза і вуглецю ці сталі містять 0,2…0,4% марганцю. Буква А в кінці маркування означає, що сталь високоякісна, а буква Г, що має підвищений вміст марганцю, наприклад У8ГА). Після термічного оброблення вони мають твердість 60…63 HRC, що дозволяє їх використовувати для виготовлення інструменту, яким обробляють основні конструкційні сталі, кольорові сплави, чавуни у відпаленому стані. Такі сталі добре обробляються, відносно дешеві у виробництві. Головним їх недоліком є низька теплостійкість. Вже при температурі 200…250оС в зоні різання в результаті структурних перетворень в матеріалі інструменту його твердість різко знижується. Тому вуглецеві інструментальні сталі використовують для виготовлення інструменту, який експлуатується при малих швидкостях різання і низьких температурах (до 200оС) – шабери, терпуги, ручні мітчики і плашки, зенкера, розгортки і т. ін.

Леговані вуглецеві інструментальні сталі: ХВГ, ХВ4, ХВ5, 9ХС, 9ХФ, 11ХФ, 13Х, В2Ф, ШХ15, ХВСГ, та ін.

За своїм хімічним складом відрізняються від вуглецевих підвищеним вмістом кремнію (С), марганцю (Г) або наявністю одного чи декількох легуючих елементів: хрому (Х), нікелю (Н), вольфраму (В), ванадію (Ф), кобальту (К), молібдену (М). В порівнянні з вуглецевими інструментальними сталями леговані сталі мають підвищену в’язкість в загартованому стані, більш глибоку прогартованість, меншу схильність до деформацій і тріщино утворення при гартуванні завдяки легуючих елементів. Після гартування і відпуску їх твердість досягає 63…67 HRC. Ці сталі мають більш високі технологічні властивості, але теплостійкість їх не перевищує 350…400ºС, і тому вони, як і вуглецеві інструментальні сталі, використовуються для виготовлення ручних, дереворізальних інструментів (напилків, пилок, ножівок) або машинних інструментів, призначених для оброблення з низькими швидкостями різання (дрібні свердла, мітчики, плашки, протяжки, розвертки).

Швидкоріжучі інструментальні сталі (сталі класу HSS – high speed still).

Відрізняються від легованих вуглецевих інструментальних сталей суттєво більшою в їх складі кількістю легуючих елементів, а саме: 7…18% вольфраму (W), 4…9% молібдену (Мо), 3…4% хрому (Cr), 1…5% ванадію (V), 1…5% кобальту (Co).

В залежності від складу і умов виготовлення ріжучого інструменту (в особливості термічного оброблення) швидкоіжучі сталі мають в готовому інструменті твердість на рівні 64…70 HRC, яка забезпечується при виділенні з мартенситу карбідів хрому, вольфраму, молібдену і ванадію в процесі твердіння і термічного оброблення. Швидкоріжучі сталі зберігають свою твердість до температур 600…650оС, що дозволяє експлуатувати інструмент з них при швидкостях оброблення в 2…4 рази більших, ніж виготовленого з легованих вуглецевих інструментальних сталей. При цьому має місце зростання стійкості ріжучого інструменту в 8…15 разів. Переваги швидкоріжучих сталей проявляються, головним чином, при обробленні відносно твердих матеріалів з підвищеною швидкістю різання.

У позначенні швидкоріжучої сталі буква Р означає, що сталь швидкоріжуча, а наступна за буквою цифра – вміст середньої масової частки вольфраму в %. Наступні букви і цифри характеризують процентний вміст інших легуючих елементів. Сучасні швидкоріжучі сталі можна розділити на три групи: нормальної (Р18, Р6М5), підвищеної (Р6М5Ф3, Р12Ф3, Р18К5Ф2, Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8, Р2АМ9К5) і високої (В11М7К23, В14М7К25, 3В20К20Х4Ф) теплостійкості.

Швидкоріжучі сталі використовують при виготовленні різноманітного інструменту від свердел, мітчиків, фрез, розгорток, плашок до різців, довбачів, черв’ячних фрез, тощо, що використовують для оброблення конструктивних матеріалів з міцністю до 900 МПа.

Широке використання швидкоріжучих сталей для виготовлення складнопрофільних інструментів визначається поєднанням високих значень твердості (до HRC 68) і теплостійкості (550…650°C) при високому рівні крихкої міцності і в'язкості, що значно перевищують відповідні значення для твердих сплавів. Ці сталі набули найбільш широкого поширення при виготовленні складнопрофільних ріжучих інструментів і в тих випадках, коли застосування твердосплавного інструменту обмежується його малою міцністю. Крім того, швидкоріжучі сталі мають досить високу технологічність, так як добре обробляються тиском і різанням у відпаленому стані.

Порошкові швидкоріжучі сталі. Найбільш широкі можливості підвищення якості швидкоріжучих сталей і створення нових ріжучих матеріалів з'явилися при використанні порошкової металургії.

Порошкова швидкоріжуча сталь характеризується однорідною дрібнозернистою структурою, рівномірним розподілом карбідної фази, зниженою деформованістю у процесі термічного оброблення, доброю шліфуємістю, більш високими технологічними і механічними властивостями, чим відрізняється від сталей аналогічних марок, отриманих за традиційною технологією.

Технологічна схема одержання порошкових швидкоріжучих сталей наступна: газове розпилення в порошок рідкого струменя швидкоріжучої сталі, засипання порошку в циліндричний контейнер і дегазація, нагрівання і кування (або прокатка) контейнерів у прутки, остаточне обдирання різцем залишків контейнера з поверхні прутків. Основною перевагою порошкової технології є різке зниження розмірів карбідів, що утворюються при кристалізації ливарних сталей. Це пояснюється тим, що порошинка сталі розміром кілька мікрометрів, отримана газовим розпиленням, є мікровиливком, у якому карбіди не можуть бути крупнішими її самої.

Основні тенденції розробки нових марок порошкової швидкоріжучої сталі передбачають введення до її складу до 7% ванадію і значного, у зв'язку із цим, підвищення зносостійкості без погіршення шліфуємості. Також введення вуглецю до 1,7% дозволяє одержати значну кількість карбідів ванадію і високу вторинну твердість після загартування з відпуском. У позначенні марки сталі, отриманої методом порошкової металургії, додають букви П або МП. В Україні випускають ряд марок таких сталей: Р7М2Ф6МП, Р6М5Ф3МП, Р9М2Ф6К5МП, Р12МФ5МП, Р6М5П, Р6М3МП, та ін.

Карбідосталі. Технологія порошкової металургії також використовується для одержання карбідосталі, що за своїми властивостями може бути класифікована як проміжна між швидкоріжучою сталлю і твердими сплавами. Це дисперсно-твердіючі інструментальні сплави (сталі з інтерметалідним зміцненням) типу В11М7К23, В4М12К23, В18М7К25, В18М3К25, В10МК25, В14М7К25.

Карбідосталь відрізняється від звичайної швидкоріжучої сталі високим вмістом карбідної фази (в основному, карбідів титану), що досягається змішуванням порошку швидкоріжучої сталі і дрібнодисперсних часток карбіду титану. Вміст TiC у карбідосталі складає до 20%. Пластичним деформуванням спресованого порошку одержують заготовки простої форми. У відпаленому стані твердість карбідосталі складає HRC 40…44, а після загартування і відпуску HRC 68…70.

При використанні для ріжучих інструментів карбідосталь забезпечує підвищення стійкості у 1,5…2 рази у порівнянні з аналогічними марками звичайної технології виробництва. У ряді випадків карбідосталь є повноцінним замінником твердих сплавів, особливо при виготовленні деформуючих інструментів (деформуючі протяжки).

 

2.3. Тверді сплави

 

Тверді сплави для оснащення ріжучого інструменту одержують методами порошкової металургії у вигляді пластин або тіл різної форми. Основними компонентами таких сплавів є карбіди вольфраму (WC), титану (TiС), танталу (TaС) і ніобію (NbС); нітриди і карбонітриди титану (ТiN, TiCN), дрібні тверді частки яких з'єднані за допомогою порівняно м'яких і менш тугоплавких зв'язок, до складу яких входять кобальт або нікель у сполуці з молібденом. Як шкідливий домішок – може знаходитись вільний вуглець.

Тверді сплави за складом можна розділити на чотири групи: вольфрамокобальтові (WC–Co), титано-вольфрамо-кобальтові (WC–TiC–Co), титанотантало-вольфрамо-кобальтові (WC–TiC–TaC–Co), титанові або безвольфрамові (на основі TiС, TiCN із різними зв'язками).

Вольфрамо-кобальтові сплави (група ВК – ВК3, ВК3М, ВК4, ВК6, ВК6М, ВК6ОМ, ВК8, ВК10, ВК10М, ВК10ОМ) у структурі являють собою вільні зерна карбіду вольфраму (WC), що знаходяться у зв’язці – твердому розчині вольфраму і вуглецю у кобальті (Со). Цифра у марці сплаву вказує на відсоток вмісту кобальту, інше – карбіди вольфраму. Сплави цієї групи розрізняються вмістом у них кобальту, розмірами зерен карбіду вольфраму і технологією виготовлення. Для оснащення різального інструменту застосовують сплави із вмістом кобальту 3…10%. При однаковому вмісті кобальту фізико-механічні і різальні властивості сплавів значною мірою визначаються середнім розміром зерен карбіду вольфраму. Розроблені технологічні прийоми дозволяють одержувати тверді сплави, у яких середній розмір зерен карбідної складової може змінюватися від долей мікрометра до 10…15 мкм. Сплави з розмірами карбідів від 3 до 5 мкм відносяться до крупнозернистих і позначаються буквою В ( наприклад, ВК6В), а з розмірами карбідів від 0,5 до 1,5 мкм буквою М (дрібнозернисті – ВК6М). Коли ж 70% зерен мають розміри менші 1,0 мкм – ОМ (особливо дрібнозернисті – ВК6ОМ).

Ці сплави використовуються для обробки чавуна, кольорових металів та їх сплавів, а також неметалічних матеріалів точінням, фрезеруванням і т.п., а також при обробці деталей з високоміцних жароміцних і нержавіючих сталей, титанових сплавів. Фізико-механічні властивості сплавів обумовлюють їхню різальну здатність у різних умовах експлуатації. Так, сплав ВК3 з мінімальним вмістом кобальту, як найбільш зносостійкий, але найменш міцний рекомендується для чистового оброблення з максимально допустимою швидкістю різання, але з малими подачею і глибиною різання, а сплави ВК8, ВК10М і ВК10ОМ – для чорнового оброблення із малою швидкістю різання і збільшеними глибиною та подачею в умовах ударних навантажень.

Титано-вольфрамо-кобальтові сплави (група ТК – Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12) складаються із трьох основних фаз: твердого розчину карбіду вольфраму WC у карбіді титану TiC, вільного карбіду вольфраму (WC) і зв'язки на основі кобальту. В умовному позначенні цифра, що стоїть після букви Т, показує відсотковий вміст карбідів титану, після букви К – кобальту, решта – карбіди вольфраму.

Призначаються вони головним чином для інструментів, що обробляють різанням матеріали, які дають суцільну (зливну) стружку (переважно – сталей). У порівнянні зі сплавами групи ВК вони мають більшу стійкість до окислювання, твердість і жароміцність, але у той же час, менші теплопровідність, електропровідність, а також модуль пружності. Здатність сплавів групи ТК більше опиратися зношуванню під впливом рухомої стружки пояснюється також і тим, що температура адгезійного схоплювання зі сталлю у сплавів цього типу вище, ніж у сплавів групи ВК, що дозволяє застосовувати більш високі швидкості різання при обробленні сталі та істотно підвищувати стійкість інструмента. Теплопровідність сплавів групи ТК істотно нижча, а коефіцієнт лінійного термічного розширення вищий, ніж у сплавів групи ВК. Відповідно змінюються і ріжучі властивості сплавів: зі збільшенням вмісту кобальту знижується зносостійкість при різанні, а зі збільшенням вмісту карбіду титану знижується міцність. Тому такі сплави, як Т30К4 і Т15К6, застосовують для чистової та напівчистової обробки сталі з високою швидкістю різання та малими навантаженнями на інструмент. У той же час сплави Т5К10 та Т5К12 з найбільшим вмістом кобальту призначені для роботи у важких умовах ударних навантажень зі зниженою швидкістю різання.

Титано-тантало-вольфрамо-кобальтові сплави (група ТТК – TT7К12, ТТ10К8Б, ТТ20К9, ТТ8К6) складаються із трьох основних фаз: твердого розчину карбідів танталу TaC, ніобію NbC і вольфраму WC у карбіді титану TiC, вільного карбіду вольфраму WC і зв'язки на основі кобальту. Ведення в твердий сплав карбідів танталу або карбідів танталу і ніобію (ТТ10К8Б) підвищує його міцність. В умовному позначенні цифра, що стоїть після букв ТТ, показує відсотковий вміст карбідів титану і карбидів танталу, після букви К – кобальту, решта – карбіди вольфраму. Введення у сплави добавок карбіду танталу поліпшує їх фізико-механічні та експлуатаційні властивості, що виражається у збільшенні міцності під час згинання і твердості при кімнатній і підвищеній температурах. Карбід танталу у сплавах знижує повзучість, істотно підвищує межу втоми трифазних сплавів при циклічному навантаженні, а також термостійкість і стійкість до окислювання на повітрі. Збільшення у сплаві вмісту карбіду танталу підвищує його стійкість при різанні, особливо завдяки меншій схильності до лункоутворення і руйнування під дією термоциклічних і втомних навантажень. Тому танталомісткі сплави рекомендуються головним чином для важких умов різання, коли на різальну кромку інструмента діють значні силові і температурні навантаження, а також для переривчастого різання, особливо фрезерування; чорнової та напівчистової обробки деяких марок важкообробних матеріалів, нержавіючих сталей аустенітного класу, маломагнітних сталей та жароміцних сталей та сплавів, у тому числі титанових. Найбільш міцним сплавом, яким оснащуються інструменти для оброблення сталі в особливо несприятливих умовах (переривчасте обточування, стругання, чорнове фрезерування), є сплав ТТ7К12. Для операцій фрезерування застосовуються сплави ТТ20К9 (оброблення сталі) і ТТ8К6 (оброблення чавуну). Останній також використовується для чистового і напівчистового оброблення важкооброблюваних матеріалів.

Безвольфрамові тверді сплави. У зв'язку з дефіцитністю вольфраму і кобальту промисловість багатьох країн розпочала виробництво безвольфрамових (титанових) твердих сплавів на основі карбідів (TiС) і карбонітридів титану (TiCN) з нікель-молібденовою зв'язкою. Позначення марок цих сплавів – умовне і ніякої інформації про їх хімічний склад не несе. Безвольфрамові тверді сплави, як і вольфрамовмісні, виготовляють методами порошкової металургії шляхом спікання сформованих сумішей при температурі 1300…1350оС. Розроблена широка гамма безвольфрамових твердих сплавів на основі карбіду титану з нікелевою зв’язкою. Типовим представником сплавів системи ТіС – Ni є сплав ТН20. Представниками сплавів на основі карбідів титану та ніобію є сплави ТМ1, ТМ3.

Проте розроблена технологія виробництва зазначених матеріалів внаслідок великої спроможності карбідних зерен до зростання в процесі спікання не дозволяла досягти стабільних експлуатаційних характеристик сплавів від партії до партії. Тому в якості зв’язки використовують нікель легований молібденом. Це сплави типу ТНМ20, ТНМ25, ТНМ30. На базі сучасних досліджень в галузі електронного обміну між атомами металів і неметалів, було розроблено сплави на основі карбонітридів титану: КНТ16, КНТМ30А, КНТМ30Б. Сплави на основі карбонітридів титану міцніші в порівнянні із сплавами серії ТНМ. Це пов’язано з тим, що тверда складова в цих сплавах більш пластична. Безвольфрамові тверді сплави переважно використовують в інструменті для напівчистового і чистового оброблення на верстатах підвищеної точності при високих швидкостях як для вуглецевих, конструкційних і конструкційно-легованих сталей, деяких марок чавунів, кольорових металів і сплавів замість твердих сплавів групи ТК, так і виробів з поліетилену.

За областю застосування тверді сплави згідно стандарту ISO 513:2012 діляться на шість основних груп різання. Їх позначають великими літерами Р, М, К, N, S, Н (табл. 2.2).

 

Таблиця  2.2 – Область застосування твердих сплавів

 

Позначення

Область застосування

P

Сталь: всі види сталі та сталеве лиття, крім нержавіючої сталі з аустенітної структурою

M

Нержавіюча сталь: нержавіюча аустенітна та аустенітно-феритна сталь та сталеве лиття

K

Чавун: сірий чавун, чавун з кулястим графітом, ковкий чавун

N

Кольорові метали: алюміній та інші кольорові метали, неметалеві матеріали

S

Надміцні сплави та титан: жароміцні спеціальні сплави на основі заліза, нікелю та кобальту, титан і титанові сплави

H

Тверді матеріали: загартована сталь, зміцнений чавун, вибілений чавун

 

Основні групи застосування поділяють на групи застосування. Групи застосування позначають буквою основної групи та цифровим індексом від 01 до 50, який характеризує зміну режимів різання та властивостей твердих ріжучих матеріалів. Чим вище цифровий індекс у позначенні групи застосування, тим нижче зносостійкість ріжучого матеріалу і швидкість різання, що допускається, але вище його міцність, допустима подача та глибина різання. Виробники різальних матеріалів відносять свої марки до груп застосування відповідно до зносостійкості та міцності ріжучого матеріалу. Група застосування не ідентична марці ріжучого матеріалу. Марки різних виробників з однаковим позначенням всередині групи застосування, можуть відрізнятися за складом, властивостями, діапазоном застосування та рівнем продуктивності.

Класифікація твердих сплавів надана у табл. 2.3.

 

Таблиця  2.3 – Класифікація твердих сплавів за стандартом ISO  513:2012

 

Групи

різання

Підгрупи застосування

Марка твердого сплаву

 

Оброблюваний матеріал і тип стружки

Тип оброблення і умови застосування

 

 

1

2

3

4

5

6

Р

С

и

н

і

й

Р01

Сталь, сталеве литво, що дають суцільну (зливну) стружку

Чистове обточування, розточування, розвертання, без вібрацій

Т30К4

Р10

Обточування, обточування по копіру, нарізування різьб, фрезерування, розсвердлення, розточування

Т15К6, КНТ16, ТН20

Р20

Сталь, сталеве литво, ковкий чавун, кольорові метали, що дають суцільну (зливну) стружку

Обточування, обточування по копіру, фрезерування

Т14К8, КНТ16, КНТ30

Р30

Чорнове обточування, фрезерування і стругання

Т5К10

Р40

Сталь, сталеве литво із включеннями піску і раковинами

Для робіт в особливо несприятливих умовах

ТТ7К12

М

Ж

о

в

т

и

й

М05

М10

Сталь, сталеве литво, високолеговані аустенітні, жароміцні важкооброблювані сталі і сплави, сірі, ковкий і легований чавуни

Обточування, розвертання

ВК6ОМ, ВК6М, ТТ8К6

М20

Сталеве литво, аустенітні, марганцевисті, жароміцні, важкооброблювані сталі і сплави

Обточування, фрезерування

ТТ10К8Б

М30

Сплави, сірий і ковкий чавуни, що дають як зливну, так і стружку надлому

Обточування, фрезерування, стругання. Умови різання несприятливі

ВК10ОМ, ВК10ХОМ, ВК8

М40

Низьковуглецева сталь із низькою міцністю, автоматна сталь і інші метали, що дають як зливну, так і стружку надлому

Обточування, фасонне обточування, відрізання, переважно на верстатах-автоматах

ТТ7К12

К

Ч

е

р

в

о

н

и

й

 

К01

Сірий чавун високої твердості, алюмінієві сплави з більшим вмістом кремнію. Загартована сталь, абразивні пластмаси, кераміка, що дають стружку надлому

Чистове обточування, розточування, фрезерування і шабрування

ВКЗ, ВКЗМ

К05

Леговані і вибілені чавуни, загартовані сталі, що неіржавіють, високоміцні і жароміцні сталі і сплави, що дають стружку надлому

Чистове і напівчистове обточування, розточування, розвертання, нарізування різьби

ВК6ОМ, ТТ8К6

К10

Сірий і ковкий чавуни, переважно підвищеної твердості, загартована сталь, алюмінієві і мідні сплави, пластмаси, скло, кераміка, що дають стружку надлому

Обточування, розточування, фрезерування, свердління

ТТ8К6, ВК6М, ВК6ОМ

К20

Сірий чавун, кольорові метали, сильно абразивна пресована деревина, пластмаса

Обточування, фрезерування, стругання, свердління

ВК6

К30

Сірий чавун низької твердості і міцності, сталь низької міцності, деревина, кольорові метали, пластмаса

Обточування, фрезерування, стругання, свердління. Робота у несприятливих умовах

ВК8, ВК10ХОМ

К40

Кольорові метали, деревина, пластмаси, що дають стружку надлому

Обточування, фрезерування, стругання

ВК8, ВК10М, ВК10

 

2.4. Ріжуча кераміка

 

Мінералокерамічні матеріали для виготовлення ріжучих інструментів почали застосовувати з 50-х років минулого століття. В даний час промисловість випускає чотири групи ріжучої кераміки: оксидну (біла кераміка) на основі Al2O3; оксиднокарбідну (чорна кераміка) на основі композиції Al2O3–TiC; оксиднонітридну (кортиніт) на основі Al2O3–TiN; нітридну кераміку на основі Si3N4.

Основною особливістю ріжучої кераміки є відсутність зв’язуючої фази, що значно знижує степінь її зменшення міцності при нагріванні в процесі зношування, підвищує пластичну міцність, що і зумовлює можливість застосування високих швидкостей різання, набагато перевищуючих швидкості різання інструментом з твердого сплаву. Якщо граничний рівень швидкостей різання для твердосплавного інструменту при точінні сталей з тонкими зрізами і малими критеріями затуплення становить 500…600 м/хв, то для інструменту, оснащеного ріжучою керамікою, цей рівень збільшується до 900…1000 м/хв.

Недолік оксидної кераміки – її відносно висока чутливість до різких температурних коливань (теплового удару). Зазначене є головною причиною мікро- або макроруйнувань ріжучої кромки і контактних площадок інструмента вже на перших хвилинах різання, що приводить до відмов інструмента. Тому охолодження при різанні керамікою не застосовують.

В останні роки з'явилися нові марки оксидної кераміки до складу яких введено окис цирконію (ZrО2) і виконане її армування «ниткоподібними» кристалами карбіду і нітриду кремнію (SiС, Si3N4) (так звана «віскеризована кераміка»). Армована кераміка має високу твердість (HRА 92) і підвищену міцність під час згинання. Перспективним напрямком є створення шаруватої кераміки. Прикладом такого композиту є ВОК95С, ВОК95М, робочий шар яких сформовано із кераміки ВОК71, а підложка (основа) – з твердого сплаву.

Високі ріжучі властивості інструментів з мінералокераміки виявляються при швидкісній обробці сталей та високоміцних чавунів, причому чистове та напівчистове точіння та фрезерування підвищує продуктивність обробки деталей до 2 разів при одночасному зростанні періодів стійкості інструментів до 5 разів у порівнянні з обробкою інструментами із твердого сплаву. Мінералокераміка випускається у вигляді пластин, що не переточуються, що істотно полегшує умови її експлуатації.

Склад основних типів ріжучої кераміки, та області використання надані у табл. 2.4.

 

Таблиця 2.4 – Склад та області використання ріжучої кераміки

Групи і марки кераміки

Склад

Область використання

Оксидна

ЦМ332

Al2O3 – 99%, MgО – 1%

К01–К05

ВО13

Al2O3 – 99%

Р01–Р10

К01–К05

ВШ75

Al2O3

К01–К05

Оксиднокарбідна

В3

Al2O3– 60%, TiС – 40%

Р01–Р10

ВОК60, ВОК63, ВОК71

Al2O3 – 60%, TiС – 40%

Р01–Р05

К01–К05

ВОК200

Al2O3, TiС

Р01–Р05

К01–К05

Оксиднонітридна

ОНТ–20

(кортиніт)

Al2O3 > 60%, TiN – 30%

К01–К05

Нітридна

РК–30

(сілініт-Р)

Si3N4, Y2O3, TiС

К10–К20

У сучасних умовах інструмент оснащений керамікою, рекомендують для чистової обробки сірих, ковких, високоміцних і вибілених чавунів, низько-і високолегованих сталей, у тому числі загартованих (до HRC 55…60), кольорових сплавів, конструкційних полімерних матеріалів для областей застосування К01–К05, Р01–Р05. У зазначених умовах інструмент, оснащений пластинами з ріжучої кераміки, помітно перевершує за працездатністю твердосплавний інструмент.

Застосування керамічного інструменту при обробці з підвищеними значеннями глибини різання і подачі при переривчастому різанні різко знижує його ефективність внаслідок високої ймовірності раптової відмови через крихке руйнування ріжучої частини.

 

2.5. Кермети

 

Як один з перших способів усунення основних недоліків керамічних інструментів стало створення метало-композитів, які містять тугоплавкі оксиди (Al2O3), карбіди (WC, TiC, ZrC, Cr3C2, Mo2C), нітриди (TiN) матеріалів та металеву зв'язку (Ni, Mo, W, Cr). Ці матеріали дістали назву кермети.

Кермети поділяються на два класи: власне кермети (Al2O3 та металева зв'язка (до 10%); карбіднооксидна кераміка (Al2O3 та карбіди тугоплавких елементів).

Обидва класи відрізняються теплостійкістю та твердістю, що відповідають чистій мінералокераміці та мають збільшену в 1,5…3,0 рази міцність. При цьому вартість їх також значно вища.

За даними різних фірм відсотковий вміст у керметі як твердої фази (окислу, карбідної або нітридної), так і металевої варіюється в досить широких межах і тому кермети можуть вважатися і керамікою, і безвольфрамовими твердими сплавами. Марки, які пропонуються рядом західних фірм, за своїми властивостями займають проміжне місце між зазначеними матеріалами. Представниками таких марок є HPC, PCФ2 (Японія), HC20, HC20M, HC30, HT1, (Німеччина), CCT707 (США), RVX (Швеція), SN-20, МС-2, АС-5 (Франція).

 

2.6. Надтверді інструментальні матеріали

 

До надтвердих інструментальних матеріалів відносяться:

Природний алмаз – самий твердий матеріал на Землі, що здавна застосовується як ріжучий інструмент. Принципова відмінність монокристалічного природного алмазу від інструментальних матеріалів, що мають полікристалічну будову, з погляду інструментальника полягає у можливості одержання практично ідеально гострої і прямолінійної ріжучої кромки. Тому наприкінці XX століття з розвитком електроніки, прецизійного машинобудування і приладобудування застосування різців із природних алмазів для мікрообточування дзеркально чистих поверхонь оптичних деталей, дисків пам'яті, барабанів копіювальної техніки і т.п. зростає. Однак через дорожнечу і крихкість природні алмази не застосовуються у загальному машинобудуванні, де вимоги до якості оброблення деталей не настільки високі.

Синтетичний алмаз. Потреба у надтвердих матеріалах привела до того, що у 1953…1957 роках у Швеції (фірма ASEA) і США («Дженерал електрик»), а у 1959 році і у СРСР (Інститут фізики високих тисків), методом каталітичного синтезу при високих статичних тисках з гексагональних фаз графіту (С) були отримані дрібні частки кубічних фаз синтетичного алмазу. Теорія синтезу алмазу вперше була запропонована харківським фізиком О.І.Лейпунским (1939 р.), який на основі експериментальних даних про зворотний перехід алмазу у графіт сформулював умову переходу графіту в алмаз і розрахував криву рівноваги графіт – алмаз при високих тисках. При переході графіту в алмаз у присутності розчинника одержують штучні алмази марок АСПК (Карбонадо) і АСБ (Баллас), структура яких ідентична структурі природних алмазів таких же назв. Спіканням порошків алмазу одержують марки АКТМ, СКМ, СВБН і Карбоніт та ін. композити. Спіканням полікристалів на твердосплавній підкладці одержують двошарові пластини марки АТП, що складаються з робочого шару – надтвердого матеріалу товщиною 0,5…2 мм, скріпленого із твердосплавною пластиною круглої, квадратної, тригранної або шестигранної форм. Верхній шар пластин складається з полікристалічного алмаза, а нижній з твердого сплаву або металевої підкладки. Тому пластини можна застосовувати для інструментів з механічним кріпленням в державці. Діаметр заготовок з надтвердих полікристалів знаходиться в межах 4…8 мм, а висота – 3…4 мм. Такі розміри заготовок, а також сукупність фізичних і механічних властивостей дозволяють з успіхом використовувати розглянуті матеріали як матеріал для виголення ріжучої частини таких інструментів як різці, торцеві фрези та ін. Алмаз має хімічну спорідненість із залізовмісними матеріалами. Тому при різанні сплавів на основі заліза, на контактних поверхнях алмазного інструмента відбувається інтенсивна хімічна взаємодія. Вуглець, з якого складається алмаз, активно реагує із цими матеріалами при нагріванні. Це приводить до інтенсивного зношування алмазного інструмента і обмежує область його застосування. Надтверді полікристали на основі алмазу особливо ефективні при різанні таких матеріалів як склопластики, кольорові метали і їх сплави, титанові сплави, деревина та камінь. Ще однією з перспективних областей застосування є оброблення різанням матеріалів, що важко піддаються різанню і таких матеріалів, що провокують швидке зношування інструмента, як то: дерев’яностружкові плити, плити середньої щільності з високим вмістом клею, із покриттями на основі меламінової смоли, декоративні паперово-шаруваті пластики, а також інші матеріали, що чинять абразивну дію. Оброблення таких матеріалів звичайним інструментом неекономічне. У цьому випадку інструменти з алмазу мають стійкість у 200…300 разів вище стійкості твердосплавних інструментів.

Кубічний нітрид бора – надтвердий матеріал, який не має природного аналога. Уперше кубічний нітрид бора (КНБ) був синтезований у 1956 році (фірмою «Дженерал Електрик») при високих тисках (понад 4,0 ГПа) і температурі (понад 1473°К) із гексагонального нітриду бору у присутності лужних і лужноземельних металів (свинець, сурма, олово та ін.). Кубічний нітрид бору, що випускається фірмою «Дженерал Електрик», був названий «Боразон». При переході графітоподібного нітриду бора у кубічний у присутності розчинника одержують такі марки КНБ як Композит 01 (Ельбор–Р), Композит 02, (Белбор) спіканням в’юрцитного і сфалеритного нітридів бору – Композит 10 (Гексанит–Р), а спіканням сфалеритного нітриду бору – Кіборит, Борсініт, Ніборит. Спіканням двошарових пластин на твердосплавній підкладці з робочим шаром із КНБ одержують такі марки як КТП, Композит 10Д. Розміри пластин з КНБ можуть перевищувати 10 мм у діаметрі, що відкриває можливість одержання інструмента з ріжучими кромками великої довжини. Найбільша ефективність застосування інструментів на основі КНБ має місце при обробленні чавунів, сталей і сплавів високої твердості. Ще однією з ефективних областей використання інструментів оснащених полікристалами нітриду бора, є оброблення напилених і наплавлених матеріалів високої твердості (до HRC 60…62), якими зміцнюють деталі металургійного обладнання, транспорту та ін.

 

2.7. Інструментальні матеріали зі зносостійким покриттяим

 

У світовій практиці металооброблення все більше застосування знаходять інструменти з покриттями ріжучої частини. Тонкі покриття товщиною від 2 до 10 мкм наносять на поверхню загостреного і доведеного інструмента зі швидкорізальної сталі, твердого сплаву і ріжучої кераміки, з метою зміни умов його роботи при різанні і поліпшення експлуатаційних характеристик.

При цьому важливо відзначити той факт, що кристало-хімічна будова безпосередньо самого покриття, його фізико-механічні властивості можуть суттєво відрізнятися від відповідних властивостей інструментального матеріалу і матеріалу, що підлягає обробленню. Тому покриття доцільно розглядати як своєрідне проміжне середовище, яке з одного боку може суттєво впливати і змінювати поверхневі властивості інструментального матеріалу, а з іншого – впливати на контактні процеси, деформації, сили і температури різання, спрямованість теплових потоків, термодинамічний стан ріжучої частини інструменту і т. ін.

Найбільше поширення для нанесення зносостійких покриттів на ріжучий інструмент одержали методи:

Метод термохімічного осадження покриттів або метод CVD (Chemical Vapour Deposition), заснований на реалізації гетерогенних термохімічних реакцій. При цьому вихідними продуктами служать галогеніди металів (МеГ), при взаємодії яких з компонентами газових сумішей (H2, N2, CH3, Ar та інших) формуються покриття. Час нанесення покриттів CVD методом, як правило, становить 4…8 годин. Якість і властивості покриттів значною мірою залежать від технологічних параметрів процесу CVD, серед яких основними є: робоча температура; час осадження; склад і концентрації паро-газового середовища; тиск середовища; швидкість подачі паро-газового середовища в реакційну камеру. На даний час CVD технології отримали переважне застосування при нанесенні в масовому виробництві покриттів на твердосплавний інструмент, який експлуатується на чистових і напівчистових операціях безперервного різання сталей і чавунів.

Метод фізичного осадження покриттів або метод PVD (Physical Vapour Deposition) полягає в випаровуванні тугоплавких матеріалів або сплавів електричною вакуумною дугою в присутності реагуючих газів і подальшої конденсації, з одночасним іонним бомбардуванням парів металів і їх сполук з реагуючими газами, які утворюються в результаті протікання плазмохімічних реакцій, наприклад, реакції утворення нітридів. Процеси дугового випаровування, плазмохімічні реакції, іонне бомбардування і осадження покриттів відбувається у вакуумній камері, металевий корпус якої служить анодом, як і оброблювані (на які наноситься покриття) деталі. Переваги PVD методу в порівнянні з CVD полягають у більш, ніж у 10 разів вищою продуктивністю, економічністю та екологічністю. Недоліки PVD методу: генерація на поверхні інструменту в процесі напилення мікрокраплинної фази, яка особливо небезпечна, коли вона розташовується на межі «покриття – інструментальний матеріал»; виникнення електроерозії тонких різальних кромок, істотного погіршення якості поверхні в результаті можливого виникнення мікродугових розрядів, які в процесі іонного очищення зароджуються на забрудненнях, в зонах скупчення сорбованих газів в матеріалі деталей; слабка ступінь іонізації частинок, які осідають на поверхню різального інструменту.

Широкі можливості варіювання температурою від 20 до 1000ºС у зонах нанесення покриттів дозволяє використовувати методи PVD у якості універсальних для нанесення широкої гами покриттів на ріжучий інструмент зі швидкоріжучої сталі і твердого сплаву. Серед методів PVD на сьогоднішній час найбільше поширення одержав метод конденсації речовини із плазмової фази у вакуумі з іонним бомбардуванням (метод КІБ), що ґрунтується на генерації речовини катодною плямою вакуумної дуги сильнострумного низьковольтного розряду, який розвивається в парах матеріалу електрода й реалізується на основі технології КІБ, створеної Фізико-технічним інститутом АН України, у спеціальних вакуумно-плазмових обладнаннях типу «Пуск», «Булат», «ННВ» та ін.

Метод термодифузійного насичення, заснований на термообробленні твердосплавних пластин у спеціальному порошковому засипанні з матеріалів, що містять титан, при температурах, достатніх для реалізації дифузійних реакцій у середовищі водню. Метод не вимагає спеціального обладнання, тому що здійснюється в стандартних водневих електропечах безперервної дії. При цьому методі виключається необхідність точного дозування і очищення газу – відновника (водню). Продуктивність процесу дуже висока і становить до 500 пластинок у годину. Швидкість росту покриття до 10…15 мкм/год. Разом з тим методи, що ґрунтуються на використанні порошкової технології, мають помітні недоліки, пов'язані з налипанням порошкової суміші на робочі поверхні інструменту, з необхідністю герметизації контейнера або використання захисних газів, одноразовим використанням суміші. На сьогодні промисловістю випускаються пластини ВК6TiС ДТ, що рекомендують для оброблення чавуну в області застосування К10…К20.

Покриття бувають одношарові, багатошарові і композиційні.

Найбільшого поширення набули одношарові покриття, для яких використовують карбіди, нітриди, карбонітриди, бориди і силіциди тугоплавких металів: титан, цирконій, гафній, ванадій, ніобій, тантал, хром, молібден, вольфрам. Застосовуються також оксид алюмінію Al2O3 та алмазоподібні покриття на основі вуглецю. Деякі із зазначених сполук уже знайшли досить широке застосування, зокрема карбіди, нітриди та карбонітриди титану (TiС, TiN та TiCN). Застосування багатьох інших сполук обмежене через крайню дефіцитність ряду тугоплавких металів і складної технології одержання їхніх сполук існуючими методами. Одношарове покриття може одночасно мати ряд позитивних властивостей стосовно оброблюваного матеріалу (високі твердість і теплостійкість, бути хімічно інертним до нього та корозійностійким та ін.), але внаслідок своєї специфічної кристалохімічної будови бути хімічно інертним до інструментального матеріалу і не забезпечувати необхідного міцного адгезійного зв'язку з ним, що робить покриття практично непрацездатним у процесі різання. Наприклад, не можна виконати вимоги одночасного забезпечення низької адгезії до оброблюваного матеріалу і високої міцності зчеплення з інструментальним матеріалом під час різання сталей, в основі яких міститься залізо, інструментом зі швидкорізальної сталі, в основі якої також міститься залізо.

Тому зараз усе більше застосовуються багатошарові покриття зі змінними властивостями і хімічним складом. Застосування багатошарових покриттів надає можливість використання досить крихких і кристалохімічно несумісних з інструментальним матеріалом систем, які мають найбільшу термодинамічну стійкість серед усіх відомих сполук. Ці системи здатні зберігати високу твердість при високих температурах, мають підвищену пасивність стосовно будь-якого оброблюваного матеріалу. До таких систем можна віднести, наприклад, деякі окисли (особливо Al2O3), бориди (особливо HfВ2, NbВ2, TaВ2) і нітриди кремнію Si3N4. Зазначені системи найбільш доцільно використовувати у багатошарових покриттях як бар'єрні шари. Ці шари ефективно стримують активні дифузійні процеси, служать своєрідним термоізолювальним шаром, знижують схильність інструментального матеріалу до корозії і окислювання при високих температурах. У багатошарових покриттів нижній шар, що прилягає до інструментального матеріалу, забезпечує міцне зчеплення з ним, а верхній – мінімальне схоплювання з оброблюваним матеріалом. Проміжні шари можуть виконувати роль сполучних шарів, шарів – теплових бар'єрів або шарів, що перешкоджають просуванню тріщин при руйнуванні покриттів.

Композиційними покриттями називають складні системи подвійних і потрійних нітридів тугоплавких металів типу (Ti–Cr)N, (Ti– Mo)N, (Nb–Zr)N, (Ti–Nb–Cr)N, (Ti–Nb–Mo)N. Такі системи, як правило, мають високу термостабільність при температурах понад 600…700°С, гетерофазність і гнучке сполучення кристалічних структур, які забезпечують підвищену твердість й одночасно високу опірність руйнуванню покриття в умовах знакозмінних напружень, що істотно підвищує його ефективність, особливо при переривчастій обробці та обробці важкооброблюваних матеріалів.

Різновидом багатошарових покриттів є градієнтні покриття. Наприклад, для швидкоріжучого інструмента склад покриття може поступово переходити від нітриду цирконію (ZrN), що забезпечує найкраще зчеплення з інструментальною підкладкою, до нітриду ніобію (NbN), що дає аномально низьке схоплювання із залізовмісними оброблюваними матеріалами.

Досвід експлуатації інструментів з покриттям дозволяє визначити умови, за яких досягаються найбільше підвищення їх працездатності. Інструменти з швидкоріжучої сталі з покриттями показують значне підвищення стійкості при різних видах обробки вуглецевих, конструкційних і низьколегованих сталей, а також сірих чавунів низької і середньої твердості. При обробці титанових і жароміцних сплавів на основі нікелю, високолегованих і високоміцних сплавів ефективність від застосування інструментів з покриттям істотно нижче, а в ряді випадків негативна.

Твердосплавні пластини з покриттями з TiC, TiN, (Ti, Al)N ефективні для більшості найпоширеніших видів обробки різанням конструкційних сталей і сірих чавунів, особливо для точіння, а також чистового та напівчистового фрезерування з помірними подачами. При цьому область застосування твердих сплавів з покриттями (відповідно до стандарту ISO) набагато ширша, ніж у аналогічних – без покриття.

Необхідно відзначити, що, незважаючи на більш високу вартість інструментів з покриттями, витрати споживача на обробку одиниці продукції в порівнянні з аналогічними витратами при застосуванні непокритих інструментів нижче завдяки підвищенню або стійкості інструменту, або швидкості різання та продуктивності обробки.

У промислово розвинених країнах випуск твердосплавних ріжучих пластин зі зносостійкими покриттями становить 60-90% від їх загального випуску, а швидкорізальної сталі з покриттям близько 70% всіх типів інструментів.

 

Питання для самоперевірки

 

1. Перерахуйте явища, що відбуваються в зоні різання та призводять до виходу з експлуатації ріжучого інструменту.

2. Які основні вимоги пред'являються до інструментальних матеріалів?

3. Перелічить основні групи інструментальних матеріалів.

4. Наведіть марки, хімічний склад та основні (ріжучі) властивості нелегованих (вуглецевих) інструментальних сталей.

5. Охарактеризуйте сфери застосування нелегованих (вуглецевих) інструментальних сталей.

6. Охарактеризуйте вплив легуючих елементів на властивості інструментальних сталей.

7. Наведіть марки, хімічний склад, сфери застосування та основні (ріжучі) властивості легованих інструментальних сталей.

8. Наведіть марки, хімічний склад, основні (ріжучі) властивості та сфери застосування швидкоріжучих сталей.

9. Наведіть марки, хімічний склад, основні (ріжучі) властивості та сфери застосування порошкових швидкоріжучих сталей.

11. Наведіть марки, хімічний склад, основні (ріжучі) властивості та сфери застосування карбідосталей.

12. На які групи за хімічним складом діляться тверді сплави?

13. Назвіть марки, хімічний склад, основні (ріжучі) властивості та галузі застосування кожної з груп твердих сплавів.

14. Охарактеризуйте класифікацію сучасних твердих сплавів за міжнародним стандартом ISO 513:2012.

15. Охарактеризуйте особливості будови і назвіть переваги та недоліки ріжучої кераміки.

16. Наведіть класифікацію основних марок ріжучої кераміки.

17. На які групи за хімічним складом діляться мінералокерамічні сплави?

18. На які класи поділяються кермети?

19. На які групи поділяються надтверді інструментальні матеріали?

20. Назвіть області раціонального використання кожної з груп надтвердих інструментальних матеріалів.

21. Назвіть основні марки та методи отримання надтвердих інструментальних матеріалів.

22. Якими методами наносять зносостійкі покриття на ріжучий інструмент?

23. Який хімічний склад основних типів інструментальних покриттів?