Неметаллические материалы для режущего инструмента. Обработка на фрезерных станках

???

Ковкий чугун. Маркировка.

Ковким называется Чугун в отливках, изготовленных из белого Чугун и подвергнутых последующему графитизирующему отжигу, в результате чего цементит распадается, а образующийся графит приобретает форму хлопьев. Ковкий Чугун обладает лучшей демпфирующей способностью, чем сталь, и меньшей чувствительностью к надрезам, удовлетворительно работает при низких температурах. Механические свойства ковкого Чугун определяются структурой металлической основы, количеством и степенью компактности включений графита. Металлическая основа ковкого Чугун в зависимости от типа термообработки может быть ферритной, ферритно-перлитной и перлитной. Наиболее высокими свойствами обладает ковкий Чугун, имеющий матрицу со структурой зернистого перлита; им можно заменять литую или кованую сталь. В тех случаях, когда требуется повышенная пластичность, применяют ферритный ковкий Чугун Для интенсификации процесса графитизации при термообработке ковкий Чугун модифицируют Te, В, Mg и др. элементами. Ковкий Чугун используют в основном в автомобиле-, тракторо- и сельхозмашиностроении. Наблюдается тенденция (особенно в автомобилестроении) к замене ковкого Чугун высокопрочным с шаровидным графитом с целью повышения прочности отливок, уменьшения длительности технологического цикла и упрощения технологии изготовления.

43. Обработка холодом. Хим-терм обработка: цементация, азотирование.

Холодильную обработку металлов (в основном сталей) производят при —30-120°С для уменьшения остаточного аустенита. Наличие последнего в сталях, существенно понижает качество материалов. Количество остаточного аустенита в сталях зависит от скорости отвода теплоты в области аустенитно-мартенситного превращения. С уменьшением интенсивности теплоотвода количество остаточного аустенита в сталях возрастает.

Выбор методов охлаждения объектов определяется конечной температурой, технологической спецификой процесса, количеством отводимой теплоты В верхнем интервале температур используют парокомпрессионные машины двухступенчатого сжатия на R22 (до —60°С) и каскадные машины на R22 и R13 (до —80°С).

При температурах, близких к —120°С, широко применяют жидкий азот: для охлаждения изделий, погружая в ванну с жидким азотом либо в камеру, охлаждаемую жидким азотом. В случае прямого контакта изделия с жидким азотом достигаются высокая скорость охлаждения и низкая конечная температура объекта.

Цементация стали, разновидность химико-термической обработки, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя изделий из низкоуглеродистой стали (0,1—0,2% С) углеродом при нагреве в соответствующей среде. Цель Ц. — повышение твёрдости и износостойкости поверхности, что достигается обогащением поверхностного слоя углеродом (до 0,8—1,2%) и последующей закалкой с низким отпуском (при этом сердцевина изделия, не насыщаемая углеродом, сохраняет высокую вязкость). Глубина цементованного слоя 0,5—1,5 мм (реже больше); концентрация углерода в слое убывает от поверхности к сердцевине изделия. Ц. и последующая термическая обработка повышают предел выносливости металла и понижают чувствительность его к концентраторам напряжения. Различают Ц. твёрдыми углеродсодержащими смесями (карбюризаторами) и газовую Ц. На заводах массового производства обычно применяют газовую Ц., при которой легче регулируется концентрация углерода в слое, сокращается длительность процесса, обеспечивается возможность полной его механизации и автоматизации, упрощается последующая термическая обработка.

Азотирование, насыщение поверхности металлических деталей азотом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости, предела усталости и коррозионной стойкости. Азотирование подвергают сталь, титан, некоторые сплавы, наиболее часто — легированные стали, особенно хромоалюминиевые, а также сталь, содержащую ванадий и молибден.

Азотирование стали происходит при t 500—650 °С в среде аммиака. Выше 400 °С начинается диссоциация аммиака по реакции NH3 ® 3H + N. Образовавшийся атомарный азот диффундирует в металл, образуя азотистые фазы. При температуре Азотирование ниже 591 °С азотированный слой состоит из трёх фаз (рис.): e — нитрида Fe2N, g" — нитрида Fe4N, a — азотистого феррита, содержащего около 0,01% азота при комнатной температуре. При температуре Азотирование 600—650° С возможно образование ещё и g-фазы, которая в результате медленного охлаждения распадается при 591°C на эвтектоид a + g1. Твёрдость азотированного слоя увеличивается до HV = 1200 (соответствует 12 Гн/м2) и сохраняется при повторных нагревах до 500—600°C, что обеспечивает высокую износоустойчивость деталей при повышенных температурах. Азотированные стали значительно превосходят по износоустойчивости цементированные и закалённые стали. Азотирование — длительный процесс, для получения слоя толщиной 0,2—0,4 мм требуется 20—50 ч. Повышение температуры ускоряет процесс, но снижает твёрдость слоя. Для защиты мест, не подлежащих Азотирование, применяются лужение (для конструкционных сталей) и никелирование (для нержавеющих и жаропрочных сталей). Для уменьшения хрупкости слоя Азотирование жаропрочных сталей иногда ведут в смеси аммиака и азота.