Минералокерамика, как инструментальный материал

В качестве режущего материала минералокерамика известна уже давно. Так, например, еще в 1932 г. Ленинградский завод им. Ломоносова предложил использовать минералокерамические резцы для токарной обработки фарфора, пластмасс, цветных металлов. Однако применение ее в промышленности началось значительно позже (примерно с 1955г.). В СССР были проведены большие исследования по определении физико-механических свойств и режущей способности минералокерамики, области применения, режимов резания, методов крепления пластинок и конструкций резцов и т. п. При внедрении минералокерамики на металлообрабатывающих предприятиях были сделаны ценные предложения как со стороны рабочих-новаторов производства, так и инженерно-технических работников. Интересно отметить, что все усилия наших исследователей и новаторов производства были направлены на использование минералокерамики не только для легких сплавов и цветных металлов, но также и для более тяжелых по обрабатываемости материалов, например мних, как чугун, сталь.

Минералокерамика представляет собой окись алюминия (Аl₂O₃).

Преимущества минералокерамики

По сравнению с твердыми сплавами минералокерамика обладает рядом преимуществ:

• повышенной красностойкостью (до 1100-1200º), обеспечивающей обработку сталей большой твердости;
• высокой износоустойчивостью, позволяющей применять ее для таких инструментов, к которым предъявляются особые требования в отношении размерной стойкости;
• малым сродством с металлом, пониженной склонностью к слипанию с обрабатываемым материалом, меньшим наростообразованием, повышенным качеством обработки, что позволяет применять ее для сталей и сплавов, обладающих пониженной обрабатываемостью;
• большой экономичностью благодаря дешевизне материала отсутствию в минералокерамике обычного состава таких ценных компонентов, как вольфрам, титан, кобальт и др.

Недостатки минералокерамики

Однако наряду с этими преимуществами минералокерамика обладает и значительными недостатками: малым сопротивлением разрушению от растягивающих напряжений, пониженной пластичностью, низкой ударной вязкостью. Эти недостатки резко снижают производственные возможности по использованию минералокерамики в качестве режущего материала для инструментов. Она более подходит для оснащения инструментов, предназначенных для чистовых и получистовых операций при обработке черных и цветных металлов. Для черновой обработки, в особенности при наличии неравномерных припусков, она менее удовлетворительна. Во всех случаях обработка минералокерамическими инструментами должна протекать с максимальным соблюдением условий жесткости системы СПИД.

При чистовой обработке стали резцы с минералокерамическими пластинками позволяют работать со скоростью на 60-80% и выше по сравнению с твердосплавными резцами марки Т15К6 (при одной и той же стойкости).

Использование минералокерамики в промышленности

Минералокерамику можно использовать также на фрезах, зенкерах и развертках.

С каждым годом физико-механические свойства и режущая способность минералокерамики улучшаются. Можно с уверенностью сказать, что в ближайшее время минералокерамика будет обладать более повышенными качествами и найдет себе более широкое применение.

Одной из тенденций по улучшению качества минералокерамики является добавка к ней различных элементов, например вольфрама, бора, титана, никеля и др . Такие соединения называются керметами, т. е. состоящими из минералокерамики и металлических добавок. Керметы, как правило, обладают более высоким пределом прочности на изгиб (до 40-50 кГ/мм²и выше) по сравнению с обычном минералокерамикой, причем режущая способность и в зависимости и от состава может быть и выше и ниже, чем твердого сплава марки Т15К6. Особенное значение приобретают керметы для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов (жаропрочных, нержавеющих и др.).