11.3.    Режущая керамика

Исходным материалом для изготовления режущей керамики является тонко измельченный (размер зерна 1 – 2 мкм) порошок корунда – искусственной окиси алюминия, полученной прокаливанием при температуре 1500 – 1700 °С технического глинозема.

По сравнению с твердыми сплавами режущая керамика имеет более высокую твердость (до HRA 95), повышенную теплостойкость (до 1400 °С), высокую износостойкость, малое сродство с металлами, пониженную склонность к схватыванию с обрабатываемым материалом, большую экономичность благодаря дешевизне исходного материала и незначительному содержанию карбидов тугоплавких материалов (титана, молибдена и др.).

К недостаткам режущей керамики следует отнести низкую ударную вязкость (0,5 – 1,2 Н·м/cм2) и пластичность, плохую сопротивляемость циклическим изменениям тепловой нагрузки.

Выпускаемая в настоящее время режущая керамика подразделяется на три базовые группы, отличающиеся составом, технологией изготовления и физико-механичес­кими свойствами.

К первой группе относится оксидная керамика, состоящая из оксида алюминия (Аl2О3) и небольшого количества оксидов других металлов. Мелкозернистая структура (0,5 мкм) обеспечивает высокую износостойкость и относительно высокую прочность режущей керамики. Представителями оксидной керамики являются марки:

ЦМ332, ВО-13, ВО-14, ВО-15, ВШ-75.

Наибольшее распространение имеют марки ВО-13 и ВШ-75 (sи = 400 – 550 МПа, твердость – 91 – 93 HRC, теплостойкость – 1200 °С).



Ко второй группе относится оксидно-карбидная керамика, которая является промежуточной композицией по составу между чисто оксидной керамикой и твердым сплавом. В качестве карбидной составляющей применяют смесь карбидов WС и Мо2С или Мо2С и TiС. Количество карбидов меняется от 20 до 40 % по массе.

Представителями этой группы режущей керамики являются керамика марок:

В-3, ВОК-60, ВОК-63, ВОК-71, ВОК-95,

а также оксидно-нитридная керамика

ОНТ-20

(кортинит) (sи = 650 – 860 МПа, твер­дость – 93 – 95 HRC, теплостойкость – 1250 – 1400 °С).

К третьей группе режущей керамики относится силинит-Р – инструментальный материал на основе нитрида кремния (композиция Si3N4-Аl2О3-TiN), получаемый методом горячего прессования. Его отличительные особенности: стабильность физических свойств и кристаллической структуры при высокой температуре, невысокая стоимость и доступность исходного продукта, отсутствие в составе вольфрама и его соединений и отсутствие адгезии по отношению к черным и цветным металлам (sи = 500 – 700 МПа, твердость – 94 – 96 HRC, теплостойкость – 1200 °С).

Основное назначение инструментов с использованием режущей керамики:

· тонкое, чистовое и получистовое точение;

· растачивание;

· торцевое фрезерование

на оборудовании, имеющем высокую жесткость. Режимы обработки инструментами из режущей керамики при обработке различных материалов колеблется в довольно широких пределах: V = 100 – 700 м/мин; S = 0,04- 0,6 мм/об; t = 0,3 – 2,5 мм.