Superkõvad sulamid ja keraamilised materjalid. Ülikõvad materjalid Ülikõvade materjalide saamine

Superkõvad materjalid

Superkõvad materjalid- kõrgeima kõvadusega ainete rühm, kuhu kuuluvad materjalid, mille kõvadus ja kulumiskindlus ületab koobaltsideainega volframil ja titaankarbiididel põhinevate kõvasulamite kõvadust ja kulumiskindlust, nikkel-molübdeensideainel titaankarbiidi sulamid. Laialdaselt kasutatavad ülikõvad materjalid: elektrokorund, tsirkooniumoksiid, ränikarbiid, boorkarbiid, borasoon, reeniumdiboriid, teemant. Abrasiivsete materjalidena kasutatakse sageli ülikõva materjale.

IN viimased aastad Kaasaegse tööstuse suur tähelepanu on suunatud uut tüüpi ülikõvade materjalide otsimisele ja selliste materjalide assimilatsioonile nagu süsiniknitriid, boor-süsinik-räni sulam, ränitriid, titaankarbiidi-skandiumikarbiidi sulam, boriidide sulamid ja karbiidid. titaani alarühm lantaniidide karbiidide ja boriididega.


Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

Vaadake, mis on "Superhard materjalid" teistes sõnaraamatutes:

    Super kõvad keraamilised materjalid- – komposiitkeraamilised materjalid, mis on saadud erinevate legeerivate lisandite ja täiteainete lisamisel algsesse boornitriidi. Selliste materjalide struktuuri moodustavad tihedalt seotud pisikesed kristalliitid ja seetõttu on need... ...

    Kõrgeima kõvadusega ainete rühm, kuhu kuuluvad materjalid, mille kõvadus ja kulumiskindlus ületab koobaltsideainega volframil ja titaankarbiididel põhinevate kõvasulamite kõvaduse ja kulumiskindluse... ... Wikipedia

    Puitkiudplaadi ülikõvad plaadid SM-500- - on valmistatud jahvatatud puidumassi pressimisel, töödeldud polümeeridega, enamasti fenoolformaldehüüdiga, millele on lisatud kuivatusõlisid ja mõningaid muid komponente. Neid toodetakse pikkusega 1,2 m, laiusega 1,0 m ja paksusega 5–6 mm. Põrandad on valmistatud ...... Ehitusmaterjalide terminite, definitsioonide ja selgituste entsüklopeedia

    pulbrilised materjalid- pulbritest saadud konsolideeritud materjalid; Kirjanduses kasutatakse terminit "paagutatud materjalid" sageli koos "pulbermaterjalidega", kuna Üks peamisi pulbrite konsolideerimise meetodeid on paagutamine. pulber...... Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat

    - (prantsuse abrasiivlihvimine, ladina keelest abradere scrape) need on suure kõvadusega materjalid, mida kasutatakse pinnatöötluseks erinevaid materjale. Abrasiivseid materjale kasutatakse lihvimis-, poleerimis-,... ... Wikipedia protsessides

    Vikipeedias on artikleid teiste selle perekonnanimega inimeste kohta, vt Novikov. Vikipeedias on artikleid teiste inimeste kohta, kelle nimi on Novikov, Nikolai. Novikov Nikolai Vassiljevitš ... Vikipeedia

    Lihvimine on mehaaniline või käsitsi töötlemine. kõva materjal(metall, klaas, graniit, teemant jne). Abrasiivtöötluse tüüp, mis omakorda on teatud tüüpi lõikamine. Mehaaniline lihvimine on tavaliselt... ... Wikipedia

    - (keskajast, lat. detonatio plahvatus, lat. detonо äike), levinud koos ülehelikiirus kiire eksotermilise tsooni chem. raadio järgides lööklaine esiosa. Lööklaine käivitab raadio, surudes kokku ja soojendades detoneerivat vett... ... Keemia entsüklopeedia

    Anorgaaniline keemia on keemia haru, mis on seotud kõigi ainete struktuuri, reaktsioonivõime ja omaduste uurimisega. keemilised elemendid ja nende anorgaanilised ühendid. See valdkond hõlmab kõiki keemilisi ühendeid, välja arvatud orgaanilised... ... Wikipedia

    - ... Vikipeedia

Raamatud

  • Tööriistamaterjalid masinaehituses: õpik. Grif Vene Föderatsiooni kaitseministeerium, Adaskin A.M.. Õpik tutvustab materjale lõike-, stantsimis-, sanitaartehniliste, abi-, juhtimis- ja mõõteriistade valmistamiseks: instrumentaal-, kiir- ja...

Tööriistamaterjalid on materjalid, mille põhieesmärk on varustada tööriistade tööosa. Nende hulka kuuluvad tööriista süsinik-, legeeritud ja kiirteras, kõvasulamid, mineraalkeraamika ja ülikõvad materjalid.

Tööriistamaterjalide põhiomadused

Instrumentaalne materjal Kuumakindlus 0 C Paindetugevus, MPa Mikrokõvadus, НV Soojusjuhtivuse koefitsient, W/(mCHK)
Süsinikteras

Legeerteras

Kiire teras

Kõva sulam

Mineraalkeraamika

Kuubiline nitriid

8.1. Tööriistaterased.

Keemilise koostise ja legeerimisastme järgi jagunevad tööriistaterased süsiniktööriistaterasteks, legeeritud tööriistaterasteks ja kiirlõiketerasteks. Nende teraste füüsikalised ja mehaanilised omadused normaaltemperatuuridel on üsna sarnased, need erinevad kuumuskindluse ja karastamise ajal karastavuse poolest.

Tööriistade legeerterastes ei piisa legeerelementide massisisaldusest kogu süsiniku sidumiseks karbiidideks, seetõttu on selle rühma teraste kuumakindlus vaid 50-100 0 C kõrgem kui tööriistasüsinikteraste kuumuskindlus. Kiirterastes püüavad nad siduda kogu süsiniku legeerelementide karbiidideks, välistades samal ajal raudkarbiidide tekke võimaluse. Tänu sellele toimub kiirteraste pehmenemine kõrgematel temperatuuridel.

Tööriista süsinik (GOST 1435-74) ja legeeritud (GOST 5950-73) teras. Tööriistade süsinik- ja legeerteraste peamised füüsikalised ja mehaanilised omadused on toodud tabelites. Tööriista süsinikteraseid tähistatakse tähega Y, millele järgneb number, mis iseloomustab süsiniku massisisaldust terases kümnendikku protsentides. Seega on terase klassis U10 süsiniku massisisaldus üks protsent. Tähis A vastab kõrgekvaliteedilistele terastele, mille lisandite massisisaldus on vähendatud.

Keemiline koostis süsiniktööriistade terased

terase klass

terase klass

fosfor – 0,035%, kroom – 0,2%

nikkel – 0,25%, vask – 0,25%

Fosfor – 0,03%, kroom – 0,15%

vask - 0,2%

Tööriistade legeerterastes iseloomustab esimene number massi süsinikusisaldust protsendi kümnendikkudes (kui number puudub, siis süsinikusisaldus selles on kuni üks protsent). Nimetuses olevad tähed näitavad vastavate legeerivate elementide sisaldust: G - mangaan, X - kroom, C - räni, V - volfram, F - vanaadium ja numbrid näitavad elemendi sisaldust protsentides. Sügavkarastusega tööriista legeerteraseid, klassid 9ХС, ХВСГ, Х, 11Х, ХВГ, iseloomustavad väikesed deformatsioonid kuumtöötlemisel.

Madallegeeritud tööriistateraste keemiline koostis

terase klass

e 0,4

e 0,3

e 0,35

e 0,35

e 0,35

e 0,3

Märkused:

  1. Madallegeeritud B1 terase keemiline koostis on seatud säilitama süsinikteraste eeliseid, parandades karastavust ja vähendades tundlikkust ülekuumenemise suhtes
  2. ХВ5 tüüpi terastel on kõrge süsinikusisalduse ja vähenenud mangaanisisalduse tõttu suurenenud kõvadus (HRC kuni 70).
  3. X-tüüpi kroomterased on kõrgendatud karastamisvõimega terased
  4. Mangaaniga 9ХС legeeritud terased on vastupidavad kõvaduse vähenemisele karastamise ajal.

Nendel materjalidel on piiratud kasutusalad: süsinikmaterjale kasutatakse peamiselt metallitöötlemistööriistade valmistamiseks ning legeermaterjale kasutatakse keermevormimiseks, puidutöötlemiseks ja pikkadeks tööriistadeks (LTO-d) – tõukurid, hõõritsad jne.

8.2. Kiirteras (GOST 19265-73)

Nende teraste põhiliikide keemiline koostis ja tugevusomadused on toodud tabelites. Kiirteraste tähistatakse tähtedega, mis vastavad karbiidi moodustavatele ja legeerivatele elementidele: P - volfram, M - molübdeen, F - vanaadium, A - lämmastik, K - koobalt, T - titaan, C - tsirkoonium. Tähele järgneb number, mis näitab elemendi keskmist massisisaldust protsentides (umbes 4-protsendilist kroomisisaldust kaubamärgi tähises ei märgita).

Terase tähise alguses olev number näitab süsinikusisaldust protsendi kümnendikkudes (näiteks teras 11R3AM3F2 sisaldab umbes 1,1% C; 3% W; 3% Mo ja 2% V). Kiirteraste lõikeomadused määratakse peamiste karbiidi moodustavate elementide mahu järgi: volfram, molübdeen, vanaadium ja legeerivad elemendid - koobalt, lämmastik. Vanadiini selle väikese massisisalduse (kuni 3%) tõttu tavaliselt arvesse ei võeta ja teraste lõikeomadused määratakse reeglina volframi ekvivalendiga, mis on võrdne (W + 2Mo)%. Kiirteraste hinnakirjades eristatakse kolme teraserühma: 1. rühma terased volframiekvivalendiga kuni 16% ilma koobaltita, 2. rühma terased - kuni 18% ja koobaltisisaldus umbes 18%. 5%, 200 või 3. rühm - kuni 20% ja koobaltisisaldus 5-10%. Sellest lähtuvalt erinevad ka nende teraserühmade lõikeomadused.

Kiirteraste keemiline koostis

terase klass

e 0,5

e 0,5

e 0,5

e 0,5

e 0,5

Valatud kiirteraste keemiline koostis

terase klass

Lisaks tavalistele kasutatakse ka spetsiaalseid kiirteraseid, mis sisaldavad näiteks titaankarbonitriide. Nende teraste toorikute kõrge kõvadus ja töötlemise keerukus ei aita aga kaasa nende laialdasele kasutamisele. Raskesti lõigatavate materjalide töötlemisel kasutatakse pulberkiirteraseid R6M5-P ja R6M5K5-P. Nende teraste kõrged lõikeomadused on määratud spetsiaalse peeneteralise struktuuriga, mis suurendab tugevust, vähendab lõikeserva ümardusraadiust ning parandab töödeldavust lõikamise ja eriti lihvimise teel. Praegu läbivad tööstuslikud katsetused volframivabad kiirterased, mis sisaldavad palju erinevaid legeerelemente, sealhulgas alumiiniumi, malibdeeni, niklit ja teisi.

Kiirteraste üks olulisi puudusi on seotud karbiidi heterogeensusega, s.t. karbiidide ebaühtlane jaotus töödeldava detaili ristlõikes, mis omakorda põhjustab tööriista lõiketera ebaühtlast kõvadust ja selle kulumist. See puudus puudub pulber- ja vananemisvanandamisega (süsinikusisaldusega alla 0,03%) kiirteraste puhul.

terase klass

Ligikaudne eesmärk ja tehnoloogilised omadused

Võib kasutada igat tüüpi lõikeriistade jaoks tavaliste konstruktsioonimaterjalide töötlemisel. See on tehnoloogiliselt kõrgelt arenenud.

Ligikaudu samadel eesmärkidel nagu P18 teras. Halvem lihvida.

Lihtsa kujuga tööriistadele, mis ei vaja palju lihvimistoiminguid; kasutatakse tavaliste konstruktsioonimaterjalide töötlemiseks; on suurendanud plastilisust ja seda saab kasutada tööriistade valmistamiseks plastilise deformatsiooni meetodil; vähendatud jahvatusvõime.

Igat tüüpi lõikeriistade jaoks. Võib kasutada tööriistade jaoks, mis töötavad löökkoormusega; kitsam karastamise temperatuurivahemik kui P18 teras, suurenenud kalduvus dekarburiseerida.

Viimistlus- ja poolviimistlustööriistad / vormilõikurid, hõõritsad, tõmblused jne / konstruktsiooniteraste töötlemisel.

Sama mis R6M5 teras, kuid võrreldes R6M terasega on sellel veidi suurem kõvadus ja väiksem tugevus.

Kasutatakse lihtsa kujuga tööriistade valmistamiseks, mis ei nõua suuri lihvimisoperatsioone; soovitatav suurenenud abrasiivsete omadustega materjalide / klaaskiud, plastik, kõvakumm jne töötlemiseks. / keskmise lõikekiirusega ja väikeste lõikeosadega töötavate tööriistade viimistlemiseks; vähendatud jahvatusvõime.

Keskmise lõikekiirusega töötavate viimistlus- ja poolviimistlustööriistade jaoks; suurenenud abrasiivsete omadustega materjalide jaoks; soovitatav teraste R6F5 ja R14F4 asemel parema lihvitavusega ja ligikaudu samade lõikeomadustega terasena.

R9M4K8, R6M5K5

Kõrgtugevate roostevabade, kuumakindlate teraste ja sulamite töötlemiseks lõikeserva suurenenud kuumutamise tingimustes; lihvitavus on veidi vähenenud.

R10K5F5, R12K5F5

Kõrgtugevate ja kõvade teraste ja sulamite töötlemiseks; suurenenud abrasiivsete omadustega materjalid; lihvitavus on madal.

Suurendatud kõvadusega teraste ja sulamite töötlemiseks; vibratsioonivaba viimistlus ja poolviimistlus; vähendatud jahvatusvõime.

Lihtsa kujuga tööriistadele süsinik- ja legeerteraste töötlemisel, mille tugevus ei ületa 800 MPa.

R6M5K5-MP, R9M4K8-MP (pulber)

Samadel eesmärkidel nagu teras R6M5K5 ja R9M4K8; neil on parem lihvitavus, need deformeeruvad kuumtöötlemisel vähem, neil on suurem tugevus ja stabiilsemad jõudlusomadused.

8.3. Kõvad sulamid (GOST 3882-74)

Kõvad sulamid sisaldavad sideainetes segu karbiidide, nitriidide ja tulekindlate metallide karbonitriidide teradest. Kõvade sulamite standardklassid on valmistatud volframi, titaani ja tantaalkarbiidide baasil. Sideainena kasutatakse koobaltit. Mõnede lõikeriistade karbiidisulamite klasside koostis ja peamised omadused on toodud tabelis.

Ühe-, kahe- ja kolmekarbiidiliste kõvasulamite füüsikalis-mehaanilised omadused

Volframivabade kõvasulamite koostis, füüsikalised ja mehaanilised omadused

Sõltuvalt karbiidi faasi ja sideaine koostisest sisaldab kõvasulamite tähistus tähti, mis iseloomustavad karbiidi moodustavaid elemente (B - volfram, T - titaan, teine ​​täht T - tantaal) ja sideainet (täht K - koobalt) . Karbiidi moodustavate elementide massiosa ainult volframkarbiidi sisaldavates ühekarbiidisulamites määratakse 100% ja sideaine massiosa (K-tähe järel olev arv) vahega, näiteks VK4 sulam sisaldab 4%. koobalt ja 96% WC. Kahekarbiidiga WC+TiC sulamites määrab karbiidi moodustava elemendi tähe järel olev number selle elemendi karbiidide massiosa, järgmine number on sideaine massiosa, ülejäänu on volframkarbiidi massiosa. (näiteks T5K10 sulam sisaldab 5% TiC, 10% Co ja 85% WC).

Trikarbiidisulamites tähistab tähtede TT järel olev arv titaan- ja tantaalkarbiidide massiosa. K-tähe taga olev arv on sideaine massiosa, ülejäänu on volframkarbiidi massiosa (näiteks TT8K6 sulam sisaldab 6% koobaltit, 8% titaan- ja tantaalkarbiidi ning 86% volframkarbiidi).

Metallitöötlemises määrab ISO standard välja kolm karbiidist lõikeriistade rakendatavuse rühma: rühm P - pidevaid laaste tootvate materjalide töötlemiseks; rühm K - murdelaastud ja rühm M - erinevate materjalide töötlemiseks (universaalsed kõvasulamid). Iga ala on jagatud rühmadeks ja alarühmadeks.

Kõvasulameid toodetakse peamiselt erineva kuju ja tootmistäpsusega plaatide kujul: joodetud (liimitud) - vastavalt standardile GOST 25393-82 või vahetatavad mitmetahulised - vastavalt GOST 19043-80 - 19057-80 ja muudele standarditele.

Mitmetahulisi sisetükke toodetakse nii standardklassi kõvasulamitest kui ka samadest sulamitest ühe- või mitmekihilise ülikõva TiC, TiN, alumiiniumoksiidi ja muude keemiliste ühendite katetega. Kaetud plaatidel on suurenenud vastupidavus. Titaannitriididega kaetud standardklassi kõvasulamitest valmistatud plaatide tähistusele lisatakse tähed KIB (TU 2-035-806-80) ja sulamite tähistusele vastavalt ISO - täht C.

Plaate toodetakse ka spetsiaalsetest sulamitest (näiteks TU 48-19-308-80 järgi). Selle rühma sulamitel (rühm "MS") on kõrgemad lõikeomadused. Sulami tähis koosneb tähtedest MC ja kolmekohalisest (katmata plaatide puhul) või neljakohalisest (titaankarbiidiga kaetud plaatide puhul) numbrist:

Tähise 1. number vastab sulami kasutusalale vastavalt ISO klassifikatsioonile (1 - materjalide töötlemine, mis toodavad pidevaid laaste; 3 - materjalide töötlemine, mis toodavad murdelaaste; 2 - töötlemisala, mis vastab pinnale M ISO järgi);

2. ja 3. number iseloomustavad kohaldatavuse alarühma ning 4. number näitab katvuse olemasolu. Näiteks MC111 (analoog standardile T15K6), MC1460 (analoog standardile T5K10) jne.

Lisaks viimistletud plaatidele toodetakse ka toorikud vastavalt OST 48-93-81; Toorikute tähistus on sama, mis valmisplaatidel, kuid sellele on lisatud täht Z.

Volframivabu kõvasulameid kasutatakse laialdaselt materjalidena, mis ei sisalda nappe elemente. Volframivabad sulamid tarnitakse erineva kuju ja suurusega viimistletud plaatidena, täpsusklassidega U ja M, samuti plaaditoorikutena. Nende sulamite kasutusalad on sarnased kahekarbiidiga tsementeeritud karbiidisulamite kasutusaladega mittelöögikoormuse korral.

Seda taotletakse

Treimise viimistlemine väikese lõikeosaga, lõplik keermestamine, hõõritsusaugud ja muud samalaadsed hallmalmi, värviliste metallide ja nende sulamite ning mittemetalliliste materjalide (kumm, kiud, plastik, klaas, klaaskiud jne) töötlemine. . Lehtklaasi lõikamine

Kõvade, legeeritud ja pleegitatud malmi, karkassiga karastatud ja karastatud teraste, samuti tugevalt abrasiivsete mittemetalliliste materjalide viimistlemine (treimine, puurimine, keermestamine, hõõritsemine).

Ebaühtlase lõikeosaga töötlemata treimine, töötlemata ja viimistlusfreesimine, tavaliste ja sügavate aukude puurimine ja puurimine, töötlemata süvistamine malmi, värviliste metallide ja sulamite, titaani ja selle sulamite töötlemisel.

Kõvade, legeeritud ja pleegitatud malmi, karastatud terase ning teatud tüüpi roostevabade ülitugevate ja kuumakindlate teraste ja sulamite, eriti titaanil, volframil ja molübdeenil põhinevate sulamite viimistlemine ja poolviimistlus (treimine, puurimine, hõõrimine, keermestamine, kraapimine).

Kuumakindlate teraste ja sulamite, austeniitsete roostevabade teraste, spetsiaalsete kõvamalmi, karastatud malmi, kõvapronksi, kergmetallisulamite, abrasiivsete mittemetalliliste materjalide, plastide, paberi, klaasi poolviimistlustöötlemine. Karastatud teraste, samuti õhukeste lõikeosadega toorsüsinik- ja legeerteraste töötlemine väga madalatel lõikekiirustel.

Hall- ja kõrgtugeva malmi, samuti pleegitatud malmi viimistlus- ja poolviimistlustreimine, puurimine, freesimine ja puurimine. Pidev treimine valuterasest, ülitugevast roostevabast terasest, sh karastatud terasest, väikeste lõikelõikudega. Värviliste metallide sulamite ja teatud klasside titaanisulamite töötlemine väikese ja keskmise lõikega lõikamisel.

Kare ja poolkare treimine, keerme eellõikamine treiriistadega, tahkete pindade poolviimistlusfreesimine, aukude puurimine ja puurimine, hallmalmi, värviliste metallide ja nende sulamite ning mittemetalliliste materjalide süvistamine.

Jäme vool ebaühtlase lõikeosa ja katkendliku lõikamise, hööveldamise, töötlemata freesimise, puurimise, töötlemata hõõrimise, töötlemata süvistamisega hall malm, värvilised metallid ja nende sulamid ning mittemetallilised materjalid. Roostevabade, ülitugevate ja kuumakindlate raskesti töödeldavate teraste ja sulamite, sh titaanisulamite töötlemine.

Kõvade, legeeritud ja pleegitatud malmi, mõnede roostevabade, ülitugevate ja kuumakindlate teraste ja sulamite, eriti titaanil, volframil ja molübdeenil põhinevate sulamite karestamine ja pooltöötlemine. Teatud tüüpi monoliitsete tööriistade tootmine.

Terase, malmi, mõnede raskesti lõigatavate materjalide ja mittemetallide puurimine, süvendamine, hõõritsemine, freesimine ja hammasrataste töötlemine tahkekarbiidiga, väikeste tööriistadega. Lõiketööriistad puidu töötlemiseks. Lõpeta treimine väikese lõikeosaga (teemantlõikamine); karastamata ja karastatud süsinikteraste keerme lõikamine ja hõõritsemine.

Poolkare treimine pidevlõikamisel, viimistlustreimine katkestatud lõikamisel, keermelõikamine treiriistade ja pöörlevate peadega, tahkete pindade poolviimistlemine ja viimistlusfreesimine, eeltöödeldud aukude puurimine ja puurimine, viimistlus süvistamine, hõõritamine ja muud sarnased tüübid süsinik- ja legeerteraste töötlemine.

Ebaühtlase lõikeosaga töötlemata treimine ja pidevlõikamine, poolviimistlus- ja viimistlustreimine katkendlõikega; tahkete pindade töötlemata freesimine; valatud ja sepistatud aukude puurimine, töötlemata süvistamine ja muud samalaadsed süsinik- ja legeerteraste töötlemisviisid.

Jäme treimine ebaühtlase lõikeosaga ja katkendlõikega, vormitreimine, treiriistadega lõikamine; viimistlushööveldamine; katkendlike pindade töötlemata freesimine ja muud süsinik- ja legeerteraste töötlemisviisid, peamiselt sepistamise, stantsimis- ja valanditena kooriku ja skaala järgi.

Terasest sepistatud, stantsitud ja valandite raske töötlemine kestadel liiva, räbu ja mitmesuguste mittemetalliliste lisandite juuresolekul, ebaühtlase lõikeosa ja löökide olemasolul. Igat tüüpi süsinik- ja legeerteraste hööveldamine.

Terasest sepistatud, stantsitud ja valandite raske töötlemine kestadel liiva, räbu ja erinevate mittemetalliliste lisandite juuresolekul ühtlase lõikeosa ja löökide olemasolul. Igat tüüpi süsinik- ja legeerteraste hööveldamine. Raske töötlemata freesimine ning süsinik- ja legeerteras.

Teatud klasside raskesti lõigatavate materjalide, austeniitsete roostevabade teraste, madalmagnetiliste teraste ja kuumakindlate teraste ja sulamite, sealhulgas titaani töötlemine ja poolviimistlemine.

Terase freesimine, eriti sügavate soonte freesimine ja muud töötlusviisid, mis seavad kõrgendatud nõudmised sulami vastupidavusele termilisele mehaanilisele tsüklilisele koormusele.

8.4. Mineraalkeraamika (GOST 26630-75) ja ülikõvad materjalid

Mineraalkeraamilistel tööriistamaterjalidel on kõrge kõvadus, kuumus- ja kulumiskindlus. Nende aluseks on alumiiniumoksiid (ränioksiid) - oksiidkeraamika või ränioksiidi segu karbiidide, nitriidide ja muude ühenditega (keraamika). Erinevate mineraalkeraamika kaubamärkide peamised omadused ja kasutusvaldkonnad on toodud tabelis. Vahetatavate mitmetahuliste keraamiliste plaatide kujud ja suurused määratakse GOST 25003-81* standardiga.

Lisaks traditsioonilistele oksiidkeraamika ja metallkeraamika kaubamärkidele kasutatakse laialdaselt oksiid-nitriidkeraamikat (näiteks "cortinit" keraamikat (korundi või alumiiniumoksiidi segu titaannitriidiga) ja räni nitriidkeraamikat "silinit-R".

Instrumentaalkeraamika füüsikalis-mehaanilised omadused

Töödeldud materjal

Kõvadus

Keraamika kaubamärk

Hall malm

VO-13, VSh-75, TsM-332

Tempermalm

VSH-75, VO-13

Pleegitatud malm

VOK-60, ONT-20, V-3

Süsinikkonstruktsiooniteras

VO-13, VSh-75, TsM-332

Legeeritud konstruktsiooniteras

VO-13, VSh-75, TsM-332

Täiustatud teras

VSh-75, VO-13, VOK-60 Silinit-R

Korpus karastatud teras

VOK-60, ONT-20, V-3

VOK-60, V-3, ONT-20

Vasesulamid

Niklisulamid

Silinit-R, ONT-20

Sünteetilised ülikõvad materjalid on valmistatud kas kuupmeetri boornitriidi (CBN) või teemantide baasil.

CBN-rühma materjalidel on kõrge kõvadus, kulumiskindlus, madal hõõrdetegur ja inertsus raua suhtes. Peamised omadused ja efektiivsed kasutusvaldkonnad on toodud tabelis.

CBN-il põhineva STM-i füüsikalis-mehaanilised omadused

IN Hiljuti Sellesse rühma kuuluvad ka materjalid, mis sisaldavad Si-Al-O-N koostist ( kaubamärk"sialon"), mis põhineb räninitriidil Si3N4.

Sünteetilised materjalid tarnitakse toorikute või valmis asendusplaatidena.

Sünteetilistel teemantidel põhinevad sellised kaubamärgid on tuntud kui ASB - sünteetiline teemant "ballas", ASPC - sünteetiline teemant "carbonado" ja teised. Nende materjalide eelisteks on kõrge kemikaali- ja korrosioonikindlus, minimaalne tera raadius ja hõõrdetegur töödeldava materjaliga. Teemantidel on aga olulisi puudusi: madal paindetugevus (210-480 MPa); keemiline aktiivsus teatud jahutusvedelikus sisalduvatele rasvadele; lahustumine rauas temperatuuril 750-800 C, mis praktiliselt välistab võimaluse neid kasutada terase ja malmi töötlemiseks. Põhimõtteliselt kasutatakse polükristallilisi tehisteemante alumiiniumi, vase ja nendel põhinevate sulamite töötlemiseks.

Kuubilisel boornitriidil põhineva STM-i eesmärk

Materjali klass

Kasutusala

Komposiit 01 (Elbor R)

Karastatud terase ja mis tahes kõvadusega malmi, kõvasulamite (Co=> 15%) peen- ja peentreimine ilma löökideta ja pindfreesimine

Komposiit 03 (Ismit)

Karastatud teraste ja igasuguse kõvadusega malmi viimistlemine ja poolviimistlus

Komposiit 05

Eel- ja lõplik treimine ilma karastatud teraste (HRC e<= 55) и серого чугуна, торцовое фрезерование чугуна

Komposiit 06

Karastatud teraste (HRC e<= 63)

Komposiit 10 (Hexanit R)

Eel- ja lõpptreimine löögiga ja ilma, igasuguse kõvadusega terase ja malmi, kõvasulamite (Co=> 15%) pindfreesimine, vahelduvtreimine, ladestunud detailide töötlemine.

Igasuguse kõvadusega malmi töötlemata, poolkare ja viimistlustreimine ja freesimine, terase ja vasesulamite treimine ja puurimine, valukoore lõikamine

Komposiit 10D

Igasuguse kõvadusega karastatud terase ja malmi eel- ja lõpptreimine, sh lööktreimine, kulumiskindel plasmapind, karastatud terase ja malmi pindfreesimine.

Superkõvad materjalid (STM) – nende hulka kuuluvad teemandid (looduslikud ja sünteetilised) ja kuubikuboornitriidil põhinevad komposiitmaterjalid.

Teemant- üks süsiniku modifikatsioone. Kristallvõre kuupstruktuuri tõttu on teemant kõige kõvem looduses teadaolev mineraal. Selle kõvadus on 5 korda kõrgem kõvasulami kõvadusest, kuid tugevus on madal ja kriitilise koormuse saavutamisel purunevad looduslikud teemandi monokristallid väikesteks kildudeks. Seetõttu kasutatakse looduslikke teemante ainult viimistlustöödel, mida iseloomustab väike võimsus.

Teemantide kuumakindlus on 700...800 °C (teemant põleb kõrgemal temperatuuril). Looduslikel teemantidel on kõrge soojusjuhtivus ja madalaim hõõrdetegur.

Looduslik teemant on tähistatud tähega A , sünteetiline - AC . Looduslikud teemandid on üksikud üksikkristallid ja nende killud või omavahel kokkukasvanud kristallid ja agregaadid. Sünteetilised teemandid saadakse peeneteraliste pulbrite kujul ning neid kasutatakse abrasiivsete rataste, pastade ja mikropulbrite valmistamiseks. Eraldi rühma moodustavad ASB (Ballas) ja ASPK (Carbonado) kaubamärkide polükristallilised teemandid (PDA). PCD talub tänu oma polükristallilisele struktuurile löökkoormusi palju paremini kui teemandi monokristallid ning vaatamata madalamale kõvadusele võrreldes loodusliku teemandiga on sellel suurem tõmbe- ja põikisuunaline nihketugevus. Teemantpolükristallide löögitugevus sõltub teemanditerade suurusest ja väheneb nende suurenedes.

Teemantil on keemiline afiinsus niklit ja rauda sisaldavate materjalidega, mistõttu rauapõhiste teraste lõikamisel tekib teemanttööriista kontaktpindadel töödeldava materjali intensiivne nakkumine. Teemanti moodustav süsinik reageerib kuumutamisel nende materjalidega aktiivselt. See toob kaasa teemanttööriista intensiivse kulumise ja piirab selle kasutusala, seetõttu kasutatakse looduslikke teemante peamiselt värviliste metallide ja süsinikku ja rauda mittesisaldavate sulamite peentreimiseks. Kõige tõhusamalt kasutatakse teemanttööriistu viimistlus- ja viimistlusoperatsioonidel värvilistest metallidest ja nende sulamitest, aga ka erinevatest polümeeridest valmistatud detailide töötlemisel. komposiitmaterjalid. Tööriista saab kasutada katkendlike pindade treimiseks ja freesimiseks, kuid selle vastupidavus on lühem kui löögita töötlemisel.

Töödeldud materjal V, m/min s, mm/pöör t, mm
Alumiiniumisulamid 600…690 0,01…0,04 0,01…0,20
Alumiiniumi-magneesiumi sulamid 390…500 0,01…0,05 0,01…0,20
Alumiiniumi kuumuskindlad sulamid 250…400 0,02…0,04 0,05…0,10
Duralumiinium 500…690 0,02…0,04 0,03…0,15
Tina pronks 250…400 0,04…0,07 0,08…0,20
Plii pronks 600…690 0,025...0,05 0,02…0,05
Messing 0,02…0,06 0,03…0,06
Titaanisulamid 90…200 0,02…0,05 0,03…0,06
Plastid 90…200 0,02…0,05 0,05…0,15
Klaaskiud 600…690 0,02…0,05 0,03…0,05

Paljudel juhtudel on sünteetilistest teemantidest valmistatud lõikurite praktikas täheldatud suurem kulumiskindlus võrreldes looduslikest teemantidest valmistatud lõikuritega seletatav nende struktuuride erinevusega. Looduslikus teemandis tekivad lõikeservale praod, need arenevad ja võivad ulatuda märkimisväärse suuruseni. PCD-s (synthetic diamond) peatatakse tekkivad praod kristallide piiridega, mis määrab nende suurema, 1,5...2,5-kordse kulumiskindluse.

Teine paljulubav PCD kasutusvaldkond on raskesti lõigatavate ja tööriistade kiiret kulumist põhjustavate materjalide töötlemine, nagu puitlaastplaadid, keskmise tihedusega kõrge liimisisaldusega plaadid, kaetud melamiinvaiguga, dekoratiivne laminaatpaber jne. samuti muud materjalid, millel on abrasiivne toime. PCD-ga tööriistade vastupidavus selliste materjalide töötlemisel on 200...300 korda kõrgem kui karbiidtööriistade vastupidavus.

Polümeerkomposiitmaterjalide töötlemisel on edukalt kasutatud PCD-tööriistu vahetatavate mitmetahuliste sisetükkide kujul. Nende kasutamine võimaldab suurendada vastupidavust 15...20 korda võrreldes kõvasulamist valmistatud tööriistadega.

Kuubik boornitriid(KNB, BN ) looduses ei esine, see saadakse kunstlikult "valgest grafiidist" kõrgel rõhul ja temperatuuril katalüsaatorite juuresolekul. Sel juhul muutub grafiidi kuusnurkne võre kuupvõreks, mis on sarnane teemandi võrega. Iga boori aatom on ühendatud nelja lämmastikuaatomiga. Kõvaduse poolest jääb CBN mõnevõrra alla teemandile, kuid on kõrgema kuumakindlusega, ulatudes temperatuurini 1300...1500 °C, ning on praktiliselt inertne süsiniku ja raua suhtes. Sarnaselt teemandiga on CBN-l suurenenud rabedus ja madal paindetugevus.

CBN-i kaubamärke on mitu, mis on rühmitatud komposiitide rühma. CBN-i sordid erinevad üksteisest terade suuruse, struktuuri ja omaduste, sideaine protsendilise koostise, aga ka paagutamistehnoloogia poolest.

Enim kasutatavad komposiidid on: komposiit 01 (elbor-R), komposiit 05, komposiit 10 (heksaniit-R) ja komposiit 10D (kahekihilised plaadid heksaniit R töökihiga). Neist tugevaim on komposiit 10 ( σ ja = 1000...1500 MPa), seetõttu kasutatakse seda löökkoormuste korral. Muid komposiite kasutatakse karastatud teraste, ülitugevate malmide ja mõnede raskesti lõigatavate sulamite löögivabaks viimistlemiseks. Paljudel juhtudel on komposiitmaterjalidega treimine tõhusam kui lihvimisprotsess, kuna tänu oma kõrgele soojusjuhtivusele ei põhjusta CBN suurel lõikekiirusel töötades põletusi ja annab samal ajal madala pinnakareduse.

Komposiite kasutatakse väikeste ruudukujuliste, kolmnurksete ja ümmarguste plaatidena, mis on tööriista korpuse külge kinnitatud jootmise või mehaaniliselt. Viimasel ajal on hakatud kasutama ka kõvasulamist plaate, millele on ladestunud komposiit- või polükristallilise teemandi kiht. Sellistel mitmekihilistel plaatidel on suurem tugevus, kulumiskindlus ja neid on mugavam kinnitada. Need võimaldavad teil eemaldada suure sügavusega saastekvoote.

Peamine reserv töötlemise tootlikkuse suurendamiseks tööriistadele, mis põhinevad BN on lõikekiirus (tabel 11.), mis võib ületada karbiidtööriista lõikekiirust 5 või enam korda.

Tabel 11. Erinevate tööriistamaterjalide lubatud lõikekiirused

Tabelist nähtub, et suurima efektiivsusega tööriistade kasutamine põhineb BN tekib kõrge kõvadusega malmi, terase ja sulamite töötlemisel.

Üks võimalus töövahendi efektiivsuse tõstmiseks põhineb BN on lõikevedelike (jahutusvedelike) kasutamine, mis on valmistatud tööriistade jaoks BN kõige efektiivsem on neid kasutada pihustades lõikekiirustel kuni 90...100 m/min.

Teine tõhus valdkond polükristalliliste komposiitidega varustatud tööriistade kasutamiseks on pinnakatte töötlemine, mida kasutatakse metallurgia tootmise osade tugevdamiseks. Väga kõrge kõvadusega (kuni HRC 60..62) keevitatud materjale toodetakse elektrikaare või plasma pinnakattega räbustiga juhtmete või lintidega.

Kõikide vaadeldavate tööriistamaterjalide rühmade lõikekiiruse ja ettenihke rakendusalad on ligikaudu näidatud joonisel fig. 38.

Joonis 38. Erinevate tööriistamaterjalide kasutusala vastavalt lõikekiirusele V ja esitamine s .

1 – kiirterased; 2 – kõvasulamid; 3 – katetega kõvasulamid; 4 – nitriidkeraamika; 5 – oksiidkarbiid (must) keraamika; 6 - oksiidkeraamika; 7 – kuupboornitriid.

Teratööriistadega metallide töötlemise protsessid järgivad metalli lõikamise teooria klassikalisi seadusi.

Metallilõikamise arendamise ajal kaasnes kvalitatiivselt uute, suurenenud kõvaduse, kuumakindluse ja kulumiskindlusega tööriistamaterjalide ilmumisega töötlemisprotsessi intensiivsuse suurenemine.

Möödunud sajandi viiekümnendate lõpus ja kuuekümnendate alguses nii meil kui välismaal loodud ja laialdaselt kasutatud instrumente, mis on varustatud kuupboornitriidil (CBN) põhinevate tehislike ülikõvade materjalidega, iseloomustab suur mitmekesisus.

Kodumaiste ja välismaiste tööriistatootjate andmetel on CBN-põhiste materjalide kasutamine praegu märgatavalt suurenemas.

Tööstusriikides kasvab CBN-l põhinevatest tehislikest ülikõvadest materjalidest teratööriistade tarbimine jätkuvalt keskmiselt 15% aastas.

Vastavalt VNIIinstrumenti pakutud klassifikatsioonile on kõik boornitriidi tihedal modifikatsioonil põhinevad ülikõvad materjalid nimetatud komposiitidena.

Materjaliteaduse teoorias ja praktikas on komposiit materjal, mida looduses ei leidu ja mis koosneb kahest või enamast erineva keemilise koostisega komponendist. Komposiiti iseloomustab eristuvate
selle komponente eraldavad piirid. Komposiit koosneb täiteainest ja maatriksist. Täiteainel on suurim mõju selle omadustele, olenevalt sellest, millised komposiidid jagunevad kahte rühma: 1) dispergeeritud osakestega; 2) tugevdatud pidevate kiududega ja tugevdatud mitmes suunas kiududega.

Boornitriidi polümorfismi termodünaamilised omadused on toonud kaasa suure hulga materjale, mis põhinevad selle tihedatel modifikatsioonidel ja erinevatel tootmistehnoloogiatel.

Sõltuvalt sünteesi käigus toimuva põhiprotsessi tüübist ja ülikõvade materjalide omaduste määramisest saab boornitriidist instrumentaalmaterjalide tootmise kaasaegsetes tehnoloogiates eristada kolme peamist meetodit:

  • kuusnurkse boornitriidi faasimuutus kuubikujuliseks. Sel viisil saadud polükristallilised ülikõvad materjalid erinevad üksteisest katalüsaatori olemasolu või puudumise, selle tüübi, struktuuri, sünteesiparameetrite jms poolest. Selle rühma materjalide hulka kuuluvad: komposiit 01 (elbor-R) ja komposiit 02 (belbor). Selle rühma materjale ei avaldata välismaal;
  • wurtsite boornitriidi osaline või täielik muundamine kuupmeetriks. Selle rühma üksikud materjalid erinevad esialgse laengu koostise poolest. Meie riigis kasutatakse selle rühma materjale ühe- ja kahekihilise komposiit 10 (heksaniit-R) ja komposiit 09 erinevate modifikatsioonide (PTNB jne) tootmiseks. Välismaal toodab selle grupi materjale Jaapanis firma Nippon Oil Fat kaubamärgi Wurtzip all;
  • kuupmeetriliste boornitriidi osakeste paagutamine lisanditega. See materjalide rühm on kõige arvukam, kuna võimalikud on mitmesugused sidumisvõimalused ja paagutamistehnoloogiad. Selle tehnoloogia abil toodetakse kodumaises tööstuses komposiiti 05, küboriiti ja niboriiti. Tuntuimad võõrmaterjalid on booritsoon, amboriit ja sumiboor.

Kirjeldame lühidalt kuulsamaid ülikõva tööriistamaterjale.

Komposiit 01(elbor-R) - loodud 70ndate alguses.

See materjal koosneb juhuslikult orienteeritud kuubilistest boornitriidi kristallidest, mis on saadud katalüütilise sünteesi teel. Kõrgsurve all kõrgel temperatuuril pressimise tulemusena purustatakse algsed BN K kristallid suurusteks 5...20 mikronit. Komposiidi 01 füüsikalised ja mehaanilised omadused sõltuvad alglaengu koostisest ja sünteesi termodünaamilistest parameetritest (rõhk, temperatuur, aeg). Komposiidi 01 komponentide ligikaudne massisisaldus on järgmine: kuni 92% BN K, kuni 3% BN r, ülejäänu on katalüsaatorilisandite lisandid.

Komposiidi 01 modifikatsioon (Elbor-RM), erinevalt Elbor-R-st, saadakse otsese sünteesiga BN r -> BN k, mis viiakse läbi kõrgel rõhul (4,0...7,5 GPa) ja temperatuuridel (1300...2000). °C). Katalüsaatori puudumine laengus võimaldab saavutada stabiilseid tööomadusi.

Komposiit 02(belbor) - loodud BSSR Teaduste Akadeemia Tahkis- ja Pooljuhtide Füüsika Instituudis.

See saadakse otsesel üleminekul BN r-st staatilise koormuse rakendamisega kõrgsurveseadmetes (rõhk kuni 9 GPa, temperatuur kuni 2900 °C). Protsess viiakse läbi ilma katalüsaatorita, mis tagab komposiidi 02 kõrged füüsikalised ja mehaanilised omadused. Lihtsustatud tootmistehnoloogiaga, mis on tingitud teatud legeerivate lisandite kasutuselevõtust, on võimalik polükristallide füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi varieerida.

Belbor on kõvaduse poolest võrreldav teemandiga ja ületab seda oluliselt kuumakindluse poolest. Erinevalt teemandist on see raua suhtes keemiliselt inertne ja see võimaldab seda tõhusalt kasutada malmi ja terase – peamiste insenerimaterjalide – töötlemiseks.

Komposiit 03(ISM) - esmakordselt sünteesiti Ukraina NSV Teaduste Akadeemia Materjalide ja Matemaatika Instituudis.

Valmistatakse kolme sorti materjale: Ismit-1, Ismit-2, Ismit-3, mis erinevad füüsikaliste, mehaaniliste ja tööomaduste poolest, mis on lähtetooraine ja sünteesiparameetrite erinevuse tagajärg.

Niboriit- sai NSVL Teaduste Akadeemia Füüsika ja Füüsika Instituut.

Nende polükristallide kõrge kõvadus, kuumakindlus ja märkimisväärne suurus määravad nende kõrged jõudlusomadused.

Küboriit- sünteesiti esmakordselt Ukraina NSV Teaduste Akadeemia Materjalide ja Matemaatika Instituudis.

Polükristalle toodetakse laengu kuumpressimise (paagutamise) teel kõrgel staatilisel rõhul. Segu sisaldab kuubikuboornitriidi pulbrit ja spetsiaalseid aktiveerivaid lisandeid. Lisandite koostis ja kogus ning paagutamistingimused tagavad struktuuri, milles omavahel kokkukasvanud BN K kristallid moodustavad pideva raami (maatriksi). Tulekindel tahke keraamika moodustub raami teradevahelistes ruumides.

Komposiit 05- struktuur ja tootmistehnoloogia töötati välja MTÜs VNIIASH.

Materjal sisaldab põhiliselt kuubiku boornitriidi (85...95%) kristalle, mis on paagutatud kõrgel rõhul alumiiniumoksiidi, teemantide ja muude elementide lisamisega. Oma füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste poolest on komposiit 05 halvem kui paljud polükristallilised ülikõvad materjalid.

Komposiit 05 modifikatsioon on komposiit 05IT. Seda iseloomustab kõrge soojusjuhtivus ja kuumakindlus, mis saadakse spetsiaalsete lisandite lisamisega laengusse.

Komposiit 09(PTNB) töötati välja NSVL Teaduste Akadeemia Keemilise Füüsika Instituudis.

Toodetakse mitut sorti (PTNB-5MK, PTNB-IK-1 jne), mis erinevad alglaengu koostise poolest (BN B ja BN K pulbrite segu). Komposiit 09 erinevus teistest komposiitmaterjalidest seisneb selles, et see põhineb kuubiku boornitriidi osakestel mõõtmetega 3...5 mikronit ja täiteaineks on wurtsiit boornitriid.

Välismaal toodab selle klassi materjale wurtsite boornitriidi muundamise abil Jaapanis firma Nippon Oil Fate koos Tokyo osariigi ülikooliga.

Komposiit 10(heksaniit-R) lõi 1972. aastal Ukraina NSV Teaduste Akadeemia Materjaliteaduse Probleemide Instituut koos Poltava kunstlike teemantide ja teemanttööriistade tehasega.

Tegemist on polükristallilise ülikõva materjaliga, mille aluseks on boornitriidi wurtsiitmodifikatsioon. Tehnoloogiline protsess Heksaniit-R saamine, nagu ka varasemad komposiitid, koosneb kahest toimingust:

  1. BN B süntees otsese üleminekuga BN r -> BN B at šoki mõju algmaterjalil ja
  2. BN B pulbri paagutamine kõrgel rõhul ja temperatuuril.

Komposiiti 10 iseloomustab peeneteraline struktuur, kuid kristallide suurused võivad olulistes piirides erineda. Konstruktsiooniomadused määravad ka komposiidi 10 erilised mehaanilised omadused - sellel pole mitte ainult kõrgeid lõikeomadusi, vaid see võib edukalt töötada ka löökkoormuse all, mis on teiste kaubamärkide komposiitmaterjalide puhul vähem väljendunud.

Ukraina NSV Teaduste Akadeemia materjaliteaduse probleemide instituudis saadi heksaniit-R baasil täiustatud klassi komposiit 10 - heksaniit-RL, mis on tugevdatud keermetaoliste kristallidega - "safiirviski" kiududega.

Komposiit 12 saadakse wurtsiitboornitriidi pulbri ja Si 3 N 4 (ränitriidil) põhinevate polükristalliliste osakeste segu paagutamisel kõrgel rõhul. Komposiidi põhifaasi tera suurus ei ületa 0,5 mikronit.

Perspektiiv edasine areng, on komposiitide loomine ja tootmine seotud niidi- või nõelakujuliste kristallide (vurrude) kasutamisega täiteainena, mida on võimalik saada materjalidest nagu B 4 C, SiC, Si 2 N 4. VeO et al.

Tööriistade lõikeomaduste parandamise üheks suunaks, mis võimaldab tõsta tööviljakust töötlemisel, on tööriistamaterjalide kõvaduse ja kuumakindluse tõstmine. Selles osas on kõige lootustandvamad boornitriidil põhinevad teemant- ja sünteetilised ülikõvad materjalid.

Teemandid ja teemanttööriistad kasutatakse laialdaselt erinevatest materjalidest valmistatud osade töötlemisel. Teemante iseloomustab erakordselt kõrge kõvadus ja kulumiskindlus. Absoluutse kõvaduse poolest on teemant 4-5 korda kõvem kui kõvasulamid ning kümneid ja sadu kordi kõrgem kui muude tööriistamaterjalide kulumiskindlus värviliste metallide sulamite ja plastide töötlemisel. Lisaks eemaldavad teemandid tänu oma kõrgele soojusjuhtivusele lõiketsoonist paremini kuumust, mis aitab tagada põlemisvaba pinnaga detailide valmistamise. Teemandid on aga väga haprad, mis piirab oluliselt nende kasutusala.

Lõikeriistade valmistamise peamine rakendus on kunstlikud teemandid, mis on oma omadustelt lähedased looduslikele. Kõrge rõhu ja temperatuuri korral on kunstlikes teemantides võimalik saada samasugune süsinikuaatomite paigutus nagu looduslikes. Ühe kunstliku teemandi kaal on tavaliselt 1/8-1/10 karaati (1 karaat - 0,2 g). Tehiskristallide väiksuse tõttu ei sobi need selliste tööriistade nagu puurid, lõikurid jt valmistamiseks ning seetõttu kasutatakse neid teemantlihvketaste ja lapituspastade pulbrite valmistamisel.

Blade Teemanttööriistad on toodetud polükristalliliste materjalide baasil, nagu "carbonado" või "ballas". Nendel tööriistadel on pikk tööriista eluiga ja need tagavad kõrge kvaliteet töödeldud pind. Neid kasutatakse titaani, suure ränisisaldusega alumiiniumsulamite, klaaskiu ja plasti, kõvasulamite ja muude materjalide töötlemisel.

Teemantil kui tööriistamaterjalil on märkimisväärne puudus - kõrgel temperatuuril läheb see rauaga keemilisesse reaktsiooni ja kaotab oma funktsionaalsuse.

Terase, malmi ja muude rauapõhiste materjalide töötlemiseks ülikõvad materjalid, selle suhtes keemiliselt inertne. Sellised materjalid saadakse teemantide tootmise tehnoloogiale lähedase tehnoloogia abil, kuid lähteainena kasutatakse boornitriidi, mitte grafiiti.

Boornitriidi tihedate modifikatsioonide polükristallid on kuumakindluse poolest paremad kui kõik teratööriistade jaoks kasutatavad materjalid: teemant 1,9 korda, kiirteras 2,3 korda, kõvasulam 1,7 korda, mineraalkeraamika 1,2 korda.

Need materjalid on isotroopsed (sama tugevusega erinevaid suundi), mille mikrokõvadus on madalam, kuid teemandi kõvadusele lähedane, kõrgendatud kuumakindlus, kõrge soojusjuhtivus ning keemiline inerts süsiniku ja raua suhtes.

Mõnede vaadeldavate materjalide, mida praegu nimetatakse komposiitmaterjalideks, omadused on toodud tabelis.

Boornitriidil põhineva STM-i võrdlusomadused

Bränd Algne pealkiri Kõvadus HV, GPa Kuumakindlus, o C
Komposiit 01 Elbor-R 60...80 1100...1300
Komposiit 02 Belbor 60...90 900...1000
Komposiit 03 Ismit 60 1000
Komposiit 05 Komposiit 70 1000
Komposiit 09 PCNB 60...90 1500
Komposiit 10 Hexanit-R 50...60 750...850

Erinevate klasside komposiitmaterjalidest valmistatud teratööriistade kasutamise tõhusus on seotud tööriistade disaini ja tootmistehnoloogia täiustamisega ning nende ratsionaalse kasutusala määramisega:

    komposiidid 01 (elbor-R) ja 02 (belbor) kasutatakse detailide peen- ja peentreimiseks ning löögivabaks freesimiseks karastatud terasest kõvadusega 55...70 HRC, malmist ja kõvasulamitest VK15, VK20 ja VK25 ettenihkega kuni 0,20 mm/pööre ja lõikesügavusega kuni 0,8
    liit 05 kasutatakse karastatud terasest kõvadusega 40...58 HRC, malmist kõvadusega kuni 300 HB detailide viimistlemiseks ja poolviimistlustreimiseks ilma löökideta ettenihkega kuni 0,25 mm/pööre ja sügavusega kuni 2,5 mm
    komposiit 10 (heksaniit-R) kasutatakse peen-, peen- ja poolviimistlustreimiseks ja freesimiseks detailide löökidega, mis on valmistatud karastatud terasest kõvadusega kuni 58 HRC, mis tahes kõvadusega malmist, sulamitest VK15, VK20, VK25 ettenihkega kuni 0,15 mm /pööre ja lõikesügavus kuni 0,6 mm

Samal ajal pikeneb tööriistade kasutusiga võrreldes teiste tööriistamaterjalidega kümneid kordi.