Сталь для метчиков для ножа характеристики

Содержание

Изучение основных сведений о метчиках и плашках. Рассмотрение требований к режущему инструменту. Общая характеристика инструментальных легированных сталей. Структура и свойства стали ХВГ. Выбор термообработки для метчиков и плашек, изготовленных из ХВГ.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 27.02.2015
Размер файла 76,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Сталь для изготовления режущего инструмента – метчиков и плашек

метчик плашка сталь режущий

1. Основные сведения о метчиках и плашках

2. Требования к режущему инструменту

3. Общие сведения об инструментальных легированных сталях

4. Сталь ХВГ. Характеристика, структура, свойства

5. Общие сведения о термической обработке

6. Выбор термообработки для метчиков и плашек изготовленных из стали ХВГ

В данной работе изучается сталь для изготовления режущего инструмента – метчиков и плашек. Прежде чем приступать к стали необходимо описать и охарактеризовать инструменты.

Для изготовления режущего инструмента – метчиков, плашек выбрана сталь ХВГ. Твердость после термической обработки НРС 60-62.

Обосновать выбор стали. Указать на возможность замены. Назначить режим термообработки. Описать структуру после термообработки.

Для изготовления метчиков и плашек дана сталь ХВГ – инструментальная легированная. Эта марка стали применяется для изготовления измерительных и режущих инструментов, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо, резьбовых калибров, длинных метчиков, длинных разверток и других видов специального инструмента.

1. Основные сведения о метчиках и плашках

Метчик – инструмент для нарезания внутренней резьбы. Представляет собой цилиндрический винт, сопряженный с нарезаемой резьбой, с режущими кромками на конце. В зависимости от назначения метчики делятся на ручные, машинно-ручные, гаечные и плашечные. В зависимости от профиля нарезаемой резьбы метчики делятся на пять типов: для метрической, дюймовой, трубной, трапецеидальной и конической резьб.

Плашка (круглая нарезная) – инструмент для нарезания (накатывания) наружной резьбы вручную или на станках. Круглая плашка представляет собой гайку, сопряженную с нарезаемой резьбой, превращенную в режущий инструмент путем прорезания стружечных канавок и затылования зубьев. Нарезные плашки бывают круглые (лерки), раздвижные (призматические).

В зависимости от области применения, метчики и плашки изготавливают из инструментальной углеродистой и легированной быстрорежущей стали.

Для изготовления ручных метчиков и плашек обычно применяют углеродистую (легированную) инструментальную сталь. Метчики и плашки ручные применяют для нарезания внутренней и внешней резьбы вручную, поэтому принимаем скорость резания незначительно малой. При малых скоростях резания не происходит перегрев режущего инструмента, что очень существенно при выборе марки стали.

2. Требования к режущему инструменту

Определим необходимые параметры для изготовления метчиков и плашек из стали ХВГ. Метчики и плашки относятся к режущим инструментам, к которым необходимо предъявить следующие требования:

1. Инструментальный материал должен иметь высокую твердость, для того чтобы в течение длительного времени срезать стружку.

2. Значительное превышение твердости инструментального материала по сравнению с твердостью обрабатываемой заготовки должно сохраняться и при нагреве инструмента в процессе резания.

3. Режущая часть инструмента должна иметь большую износостойкость в условиях высоких давлений и нагрева.

4. Важным требованием является также достаточно высокая прочность инструментального материала, так как при недостаточной прочности происходит выкрашивание режущих кромок, либо поломка инструмента, особенно при их небольших размерах.

5. Инструментальные материалы должны обладать хорошими технологическими свойствами, т.е. легко обрабатываться в процессе изготовления инструмента, а также быть сравнительно дешевыми.

Для изготовления метчиков и плашек дана сталь ХВГ – инструментальная легированная. Эта марка стали применяется для изготовления измерительных и режущих инструментов, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо, резьбовых калибров, длинных метчиков, длинных разверток и других видов специального инструмента.

3. Общие сведения об инструментальных легированных сталях

Легированной называется сталь, в которой наряду с обычными примесями имеются легированные элементы, резко улучшающие ее свойства.

По химическому составу легированная сталь делится на три группы:

Ш низколегированная сталь – не более 2,5% примесей;

Ш среднелегированная – 2,5-10%;

Ш высоколегированная – свыше 10%.

Инструментальная легированная сталь имеет ряд преимуществ перед инструментальной углеродистой сталью. Штампы из углеродистой стали обладают высокой твердостью и прочностью, но плохо сопротивляются удару. Метчики, развертки и другие длинные и тонкие инструменты из углеродистой стали при закалке получаются хрупкими, они ненадежны в работе и часто ломаются.

Режущий инструмент – резцы, фрезы, сверла из углеродистой стали при незначительном нагреве (около 200°C) теряют свою твердость, поэтому применение их при обработке металла с большой скоростью резания невозможно. При введении определенных легирующих примесей сталь приобретает красностойкость, износоустойчивость, получает глубокую прокаливаемость; она имеет высокую твердость (примерно 60-65 HRС), прочность при некоторой вязкости для предупреждения поломки инструмента в процессе работы и износостойкость, необходимую для сохранения размеров и формы режущей кромки при резании и хорошо противостоит ударным нагрузкам.

Важнейшие легирующие примеси инструментальной легированной стали: хром, вольфрам, молибден, марганец, кремний. Содержание углерода в этой стали может быть ниже, чем в углеродистой, и колеблется от 0,3 до 2,3%.

Обозначение марки легированной стали, например 25ХГ2С, показывает, что в ней содержится 0,25% углерода, 1% хрома, 2% марганца и 1% кремния. Таким образом первые две цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента, остальные – содержание легирующего элемента.

При маркировке высококачественной легированной стали в конце ставится буква А. Например, 30 ХМА – легированная хромомолибденовая высококачественная сталь.

Чаще всего инструментальные – это заэвтектоидные или ледебуритные стали, со структурой после закалки и низкого отпуска – мартенсит и избыточные карбиды.

Все инструментальные стали подразделяются на три группы:

1. нетеплостойкие (углеродистые и легированные с содержанием легирующих элементов до 3-4%).

2. полутеплостойкие (до 400-500°С, с содержанием углерода до 6-7%, а хрома 4-18%).

3. теплостойкие (до 550-650°С. это в основном высоколегированные стали ледебуритного класса, содержащие Cr, W, V, Mo, Co – их ещё называют быстрорежущими).

Одной из важнейших характеристик инструментальных сталей является прокаливаемость. Из всех инструментальных сталей высокой прокаливаемостью обладают только высоколегированные теплостойкие и полутеплостойкие стали. Инструментальные стали, которые не обладают теплостойкостью, делят на две группы:

1. стали небольшой прокаливаемости (углеродистые).

2. стали повышенной прокаливаемости (легированные).

4. Сталь ХВГ. Характеристика, структура, свойства

Из указанных ранее общих сведений об инструментальных сталях мы можем сделать вывод, что предложенная нам для изготовления метчиков и плашек сталь ХВГ относится к легированным сталям повышенной прокаливаемости, необладающей теплостойкостью, именно поэтому эту сталь применяют для изготовления инструментов небольших размеров, таких, например, как метчики и плашки.

Углеродистые стали можно использовать в качестве режущего инструмента, только тогда, когда процесс резанья происходит при малых скоростях, т.к. при нагреве выше температуры 190-200°С сильно снижается высокая твердость данной стали.

Сталь ХВГ – содержание углерода примерно 1%, содержание каждого из легирующих элементов в среднем 1%.

Химический состав стали в %

Ш Кремний: 0,10-0,40

Ш Марганец: 0,80-1,10

Ш Никель: до 0,35

Ш Углерод: 0,90-1,05

Ш Вольфрам: 1,20-1,60

Температуры критических точек материала знать необходимо для дальнейшего проведения анализа стали и последующего выбора термообработки.

Температура критических точек

Критическая точка, °С

По отношению к углероду хром и вольфрам относятся к карбидообразующим элементам. Они растворяются в цементите, замещая в нем атомы железа. Марганец вводят в стали как технологическую добавку для повышения степени их раскисления и устранения вредного влияния серы. Марганец считается технологической примесью, если его содержание, не превышает 0,8%. Марганец как технологическая примесь существенного влияния на свойства стали не оказывает.

Влияние легирующих элементов на свойства стали заключается в основном в воздействии их на характер превращения переохлажденного аустенита и на состав карбидных фаз, образующихся в стали и выделяющихся в процессе распада мартенсита при отпуске.

Влияние хрома: повышает точку Ас1. Хромистый феррит обладает повышенными прочностными свойствами, хром уменьшает склонность феррита к хрупкому разрушению, смещает максимальную скорость превращения аустенита в перлитной области к более высоким температурам, уменьшает скорость перлитного превращения. В случае полного растворения карбидов и, таким образом, значительного насыщения твердого раствора углеродом и хромом мартенситная точка стали существенно снижается, и в стали сохраняется много остаточного аустенита. Хромистая сталь обладает повышенной устойчивостью против отпуска. Хром повышает прокаливаемость стали, способствует получению высокой и равномерной твердости. Наличие карбидов хрома или карбидов цементитного типа, легированных хромом, обеспечивает стали повышенную износостойкость.

Влияние вольфрама: повышает точки Ас3 и Ас1. Повышает температуру рекристаллизации, твердость, предел прочности и предел текучести феррита, снижает пластичность. Вольфрам и образуемые им карбиды уменьшают склонность аустенита к росту зерна. Вольфрам повышает устойчивость аустенита в перлитной области, почти не влияя на его устойчивость в промежуточной области. Повышает устойчивость против отпуска. Придает теплостойкость.

Влияние марганца: легирование феррита сопровождается его упрочнением. Наиболее значительно влияют на его прочность марганец и хром. Причем чем мельче зерно феррита, тем выше его прочность. Содержание марганца более 1% увеличивает ударную вязкость, расширяет область аустенита, увеличивает прокаливаемость, способствует раскислению, образует устойчивые карбиды, повышает сопротивление коррозии.

Сталь ХВГ – качественная сталь, по структуре относится к заэвтектоидной. Структура стали в закаленном состоянии -мартенсит, остаточный аустенит и вторичный цементит.

Преимущества стали, как нетеплостойкой:

1. Однородная структура с мелкими и равномерно распределенными карбидами.

2. Очень хорошо обрабатывается после отжига резаньем и давлением в холодном состоянии.

3. Пригодна для закалки с индукционным нагревом.

1. Пригодна только для резанья относительно мягких материалов с небольшой скоростью.

2. Используется для инструмента, не подвергаемого в работе, нагреву свыше 200-250 0 С.

Исходя из выше перечисленных требований (пункт 2.2.) для изготовления метчиков и плашек, можно сделать вывод, что углеродистая легированная сталь ХВГ отвечает эти требованиям.

5. Общие сведения о термической обработке

Для того чтобы определиться с термической обработкой для стали ХВГ, рассмотрим основные понятия термической обработки и суть их применения.

Термической обработкой называется нагрев сплава до определенной температуры, выдержка его при данной температуре и последующее охлаждение с заданной скоростью. Целью термической обработки является получение заданных свойств сплава путем изменения его структуры без изменения формы и состава. Термической обработкой можно изменять свойства сплавов в самых различных целях. Основными видами термической обработки, различно изменяющими структуру и свойства стали и назначаемыми в зависимости от требований, предъявляемых полуфабрикатом и готовым изделиям, является отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Закалка – термическая обработка – заключается в нагреве стали до температуры выше критической, в выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалка не является окончательной операцией термической обработки. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки обязательно подвергают отпуску.

Отпуск – термическая обработка – заключается в нагреве закалённой стали ниже Ас1, в выдержке и последующем охлаждении.

Инструментальную сталь (У10) в основном подвергают закалке и отпуску для повышения твердости, износостойкости и прочности, т.е. именно для улучшения тех параметров которые нам необходимы для изготовления метчиков и плашек.

6. Выбор термообработки для метчиков и плашек изготовленных из стали ХВГ

Изучив основы термической обработки стали назначим для стали ХВГ режим термической обработки (температуру закалки, охлаждающую среду и температуру отпуска).

Сталь ХВГ – сталь повышенной прокаливаемости. Инструмент из этой стали закаливается в масле (при ступенчатой закалке – в соли) и прокаливается, как правило, насквозь. Сталь получает высокую твердость, что позволяет значительно уменьшить деформацию инструментов.

Режимы закалки приведены в таблице. При нагреве до указанных в ней температур сталь сохраняет мелкое зерно и более высокую прочность. Структура после охлаждения – скрытокристаллический мартенсит, вторичный цементит и остаточный аустенит.

Для предупреждения обезуглероживания и окисления нагрев выполняют в расплавленных солях BaCl2 и NaCl.

Выдержка на каждый миллиметр диаметра 20-35 с при нагреве в соли и 50-80 с при нагреве в печи. Ее увеличивают на 20-25% для мелких инструментов.

Стали охлаждают в а) масле (20-25 0 С) или б) расплавленной соли (55% NaNO3 и 45% NaNO2), а затем на воздухе, выдержка в соли равна 30-50% от выдержки, принятой для окончательного нагрева.

Режимы закалки нетеплостойких сталей высокой твердости

Ничего не найдено
К сожалению, пост, который вы ищите, недоступен. Хотите попробовать его найти?

Для улучшения эффективности поиска следуйте советам:

  • Всегда проверяйте правописание.
  • Используйте синонимы. Например: ноутбук вместо лэптопа.
  • Старайтесь использовать более одного ключевого слова.

Контакты

Быстрый доступ

Сотрудничество

Наша компания постоянно стремится к расширению деловых связей:
мы готовы рассмотреть любые предложения по сотрудничеству.

Читайте также:  Точилка для ножей из дрели

Резьбонарезные детали для получения винтовой резьбы в заранее просверленных отверстиях называют метчиком. Конструктивно инструмент поход на винт или цилиндрический валик, на одном конце которого имеются специальные заточенные кромки (режущая часть), на другом – специальный хвост некруглого сечения для закрепления в инструменте. Крепеж производят в вороток или в специальный патрон станка (это может быть цанга). Рабочая поверхность состоит из режущей и калибрующей части. Важно, чтобы профиль резьбы метчика совпадал с профилем нарезаемой резьбы. Для получения высокого качества резьбового соединения применяют несколько метчиков – черной, средний и чистовой.

Слесарные работы

Фрезерные работы

Токарные работы

Пробивные работы

Основные виды метчиков

Внутренние метрические резьбы диаметром до 50 мм. нарезают метчиками. Различают следующие виды резьбонарезного инструмента:

  • Ручной для производства слесарных работ. Зубья расположены по окружности и имеют все элементы для резки;
  • Гаечный – резьба нарезается за один проход. Применяются только для сквозных отверстий на гайках. Конструктивно такой метчик имеет более длинный хвост и заходную режущую и калибрующую части;
  • Машинный – это резьбонарезной инструмент, используемый для получения резьб различного вида в глухих отверстиях. Используют такие узлы на сверлильных станках, специальных автоматах. В данном случае канавки на метчиках используются как для отвода стружки, так и для подачи смазочно-охлаждающей жидкости;
  • Станочный – узел гайконарезного станка, применяемый для нарезания сквозных резьб в различных деталях;
  • Бесканавочный – сквозная нарезка резьбы за один проход. Конструктивно эти метчики не имеют на резьбовой части нет продольных канавок, при этом приемный конус достаточно короткий;
  • Автоматный – узел гайконарезного автомата, применяют для получения сквозных резьб;
  • Бесстружечные – для получения резьбы накатыванием (пластическое деформирование отверстия);
  • Маточные или плашечные – инструмент на нарезания резьб разных видов, а также для корректировки качества резьб (например, удаление заусенцев и зазубрин). Плашки применяют для круглых резьб диаметров до 52 мм., на самой плашке имеется 8-10 витков (2-3 заборных витка) и 2-3 отверстия для отвода стружки. Плашечные метчики в отличие от гаечных имеют большой заборный конус, маточные – конструктивно отличаются наличием канавок с правой спиралью;
  • Комбинированные – элементы, резьбовая часть которых разделена шейкой. Первая часть – черной метчик, вторая – чистовой, для финишной обработки резьбового соединения. Основное достоинство – экономия времени, так как в работе используется один набор инструментов;
  • Сверла-метчики.
Читайте также:  Трубная резьба 1 дюйм размеры в мм

Конструктивно режущая часть состоит из резцов (выступающие части) и канавок (углубления). Канавки формируют углубления резьбы, а также служат для отвода стружки или подачи смазочно-охлаждающей жидкости. Канавки могут быть винтовыми и прямыми, при этом различают левое и правое направление углублений. Устройство ручных метчиков определяется их назначением: для диаметра до 20 мм. инструмент изготавливают с тремя канавками, диаметром 20-40 мм. – с четырьмя.

Винты для нарезания метрической резьбы маркируются буквой М и цифровой комбинацией, указывающей размер инструмента. Всего 17 видов, основной шаг составляет от 0,5 до 3,5 мм. Для нарезки резьбы на трубах используют трубный резьбонарезной инструмент для получения резьбы полдюйма, три четверти дюйма и один дюйм (обозначается G 1/2 , G 3/4, G1). Для конической резьбы на метчике в маркировку вносится буква "К".

Материалы для изготовления и характеристики

Заготовки для метчиков изготавливают из гладкотянутой инструментальной стали на токарных автоматах. В качестве исходника используют квадрат или прутки.

Метчики изготавливают из следующих материалов:

  1. Основной материал для изготовления ручных метчиков – это высокопрочные нетеплостойкие стали. Это объясняется тем, что резьбонарезной инструмент работает в условиях низких температур на малых скоростях. Сталь берется низкой прокаливаемости, так как инструмент работает в условиях, когда рабочая температура менее 200 градусов. Для этого подходит низкоуглеродистая сталь марки У10А, А12А. При превышении указанных пределов нагрева нетеплостойкая сталь теряет свои прочностные характеристики. Метчики изготавливаются цельными или сварными;
  2. Для машинных метчиков – это высоколегированная инструментальная марок и быстрорежущая сталь (например, используют сталь марок Р18, Р9, Р6М5, Р6М5К5, Р6М5К8, основные легирующие компоненты – вольфрам, молибден и кобальт). Инструмент работает на высоких скоростях в условиях быстрого нагрева – температура достигает 600-6500 градусов. В данном случае материал должен обладать высокой тепловой стойкостью, обладать такими свойствами как износостойкость, твердость и долговечность, а также активно сопротивляется пластической деформации;
  3. Для автоматов применяют твердые сплавы. Готовые винты проходят термическую обработку для повышения прочностных характеристик.

Выполним услугу нарезки резьбы метчиком при помощи:

  • оборудования (наш станочный парк)
  • слесарных работ (вручную)
  • фрезерного станка (резьбофрезерные)
  • токарного станка (резьботокарные)
  • координатно-пробивного пресса (резьбонакатные)

Цена на нарезку резьбы метчиком вас приятно удивит.

Главной характеристикой метчиков является их производительность и качество нарезаемой резьбы во всех видах отверстий.