Матеріали для сервісу та ремонту автомобілів

1.9 Метали та сплави, абразивний та алмазний інструмент, що застосовується при механічній обробці відновлюваних деталей

1.9.1. Метали і сплави, вживані при механічній обробці деталей

У автомобільній промисловості і авторемонтному виробництві при виробництві і відновленні автомобільних деталей широко застосовуються інструментальні сталі і тверді сплави, що розрізняються за хімічним складом, структурою і властивостями.

Інструментальні сталі застосовуються вуглецеві, леговані, швидкорізальні (таблиця 1.7).

Таблиця 1.7 – Застосування|вживання| інструментальних вуглецевих сталей| в автомобілебудуванні, на авторемонтних і автотранспортних підприємствах

Марка сталі	Застосування
У7а	Виготовлення зубил, викруток, центрів токарних верстатів, клейм по залізу
У7	Те саме і, крім того, молотків, кувалд, жерстяницького і теслярського інструменту
У8а, У8	Виготовлення пуансонів і матриць простої форми, пробійників, ножиць по металу, пилок по м'якому металу і дереву, деталей пневматичних інструментів
У8га, У8г	Виготовлення поперечних і стрічкових пилка, ножівкових полотен
У9а, У9	Виготовлення кернів, пробійників, деревообробного інструменту
У10а, У10	Виготовлення різців, мітчиків, розгорток, плашок, фрез, шарошок, сердечників
УНА, У11	Виготовлення ручних мітчиків, столярних пилка, штампів обрізів і вирубних простої конфігурації
У12а, У12	Виготовлення різців, мітчиків, розгорток, фрез, шарошок, плашок, шаберів, пилка по металу, напилків, сердечників
У13а, У13	Виготовлення різців для твердих металів, свердел, шаберів, напилків

Вуглецеві сталі залежно від марки містять від 0,66 до 1,34% вуглецю.

Марки найбільш поширених легованих сталей, вживаних для виготовлення ріжучого і вимірювального інструменту наведені в таблиці 1.8.

Швидкорізальні інструментальні сталі|(таблиця 1.9)

Основними легуючими компонентами цих сталей| є|з'являються| хром, вольфрам, ванадій, молібден, кобальт. Ці сталі призначені для виготовлення ріжучого інструменту високої продуктивності з|із| великим опором зношуванню, що зберігає свої властивості при нагріві до 600-700°С|.

Таблиця 1.8 – Марки найбільш поширених легованих сталей, вживаних для виготовлення ріжучого і вимірювального інструменту

Марка сталі	Сфера застосування
9ХФ	Для стрічкових і інших пилка, ножів при холодному різанні металу і ін.
ХВЧФ (Хв5)	Для різців і фрез
11ХФ (ИХ)	Для мітчиків і іншого інструмента діаметром до 30 мм
В2Ф	Для стрічкових пилка і ножівкових полотен
X	Для гладких циліндрових калібрів і каліберних кілець
12X1 (120Х, Еп430)	Для вимірювального інструменту (плиток, шаблонів і ін.)
9ХС	Для свердел, розгорток, мітчиків, плашок, фрез
хвг	Для різьбових калібрів, протяжок, довгих мітчиків, довгих розгорток
ХВСГФ	Для плашок, розгорток і іншого ріжучого інструменту
9Г2ф	Для плашок, ножів, ножиць, вимірювального інструменту
4ХС	Для зубил, ножиць
4Хв2с	Для пневматичного інструменту

Таблиця 1.9 – Швидкорізальні інструментальні сталі

Марка сталі	Сфера застосування
Р18	Для всіх видів ріжучого інструменту при обробці вуглецевих і легованих конструкційних сталей
Р9	Для інструменту простої форми, для обробки конструкційних матеріалів
Р6м5	Те саме, що і для сталі Р18, переважно для виготовлення різьбонарізального інструменту, що працює з ударними навантаженнями
11Рзамзф2	Для інструменту простої форми при обробці вуглецевих і низьколегованих сталей з міцністю не більше 784 МПа
Р6м5фз	Для чистових і напівчистових інструментів (фасонні різці, розгортки, протяжки, фрези і ін.) при обробці нелегованих і легованих конструкційних сталей
Р12фз	Для чистових інструментів при обробці в'язкої аустенітної сталі і матеріалів, що володіють абразивними властивостями
Р18к5ф2	Для чорнових і напівчистових інструментів при обробці високоміцних, неіржавіючих і жароміцних сталей і сплавів
Р9к5	Для обробки неіржавіючих сталей і жароміцних сплавів, а також сталей підвищеної твердості
Р6м5к5	Для чорнових і напівчистових інструментів при обробці покращених легованих, а також неіржавіючих сталей
Р9м4к8	Для різних інструментів при обробці високоміцних, жароміцних і неіржавіючих сталей і сплавів, а також покращуваних легованих сталей
Р2ам9к5	Для ріжучих інструментів при обробці покращуваних легованих, а також неіржавіючих сталей

Тверді сплави на основі карбіду вольфраму випускаються тридцяти однієї марки, переважне застосування найпоширеніших марок вольфрамових сплавів наведені в таблиці 1.10.

Таблиця 1.10 – Найпоширеніші марки вольфрамових сплавів

Марка сплаву	Основне призначення
1	2
ВКЗ	Чистове точіння з малим перетином зрізу, остаточне нарізування різьб, розгортання отворів в деталях з чавуну, кольорових металів і сплавів, а також неметалічних матеріалів
ВКЗ-м	Точіння, розточування, нарізування різьблення, розгортання в отворах деталей з твердих, легованих і вибілених чавунів, що цементуються і загартованих сталей, а також високоабразивних неметалічних матеріалів
Вк4	Чорнове точіння, чорнове і чистове фрезерування, розсвердлювання і розточування (boring) отворів, чорнове зенкерування при обробці чавуну, кольорових металів і сплавів
Вк6-ом	Чорнова і напівчистова обробка твердих, легованих і вибілених чавунів, загартованих сталей і деяких марок неіржавіючих високоміцних і жароміцних сталей і сплавів (точіння, розточування, розгортання, нарізування різьб, шабрування)
Вк6-м	Обробка неіржавіючих сталей аустенітного класу, твердих і загартованих чавунів. Обробка загартованих сталей, а також сирих сталей при тонких перетинах зрізу на вельми малих швидкостях різання
Тт8к6	Чистове і напівчистове точіння, розточування, фрезерування і свердлення сірого, ковкого, вибіленого чавуну. Безперервне точіння з невеликими перетинами зрізу сталевого литва, високоміцних, неіржавіючих сталей, у тому числі і загартованих
Вк6	Чорнове і підлозі чорнове точіння, попереднє нарізування резьб токарними різцями, напівчистове фрезерування поверхонь, розсвердлювання і розточування отворів, зенкерування деталей з сірого чавуну, кольорових металів і їх сплавів, неметалічних матеріалів
Вк8	Чорнове точіння при нерівномірному перетині зрізу і переривистому різанні, струганні, фрезеруванні, свердленні. Зенкерування чавуну, кольорових металів і сплавів і неметалічних матеріалів. Обробка неіржавіючих, високоміцних і жароміцних сталей і сплавів
Вк10-ом	Чорнова і напівчорнова обробка твердих, легованих і вибілених чавунів, деяких марок неіржавіючих сталей, високоміцних і жароміцних сталей і сплавів
Вк10-м	Свердлення, зенкерування, розгортання, фрезерування і зубофрезерування сталі, чавуну, деяких важкооброблюваних матеріалів цільнотвердосплавним малорозмірним інструментом
Т30к4	Чистове точіння з малим перетином зрізу (типу діамантової обробки), нарізування різьблення з розгортання отворів незагартованих і загартованих вуглецевих сталей
Продовження таблиці 1.10
1	2
Т15к6	Напівчорнове точіння при безперервному різанні, чистове точіння при переривистому різанні, нарізування різьблення різцями; напівчистове і чистове фрезерування, розсвердлювання і розточування заздалегідь оброблених отворів, чистове зенкерування, розгортання при обробці вуглецевих і легованих сталей
Т14к8	Чорнове точіння при нерівномірному перетині зрізу і безперервному різанні, напівчистове і чистове точіння при переривистому різанні; чорнове фрезерування суцільних поверхонь, розсвердлювання, зенкерування при обробці вуглецевих і легованих сталей
Т5к10	Чорнове точіння, відрізання токарними різцями, чистове стругання, чорнове фрезерування вуглецевих і легованих сталей
Т5к12	Важке чорнове точіння сталевих поковок, штампувань і відливань після кірки з різними включеннями при нерівномірному перетині зрізу і наявності ударів. Всі види стругання, свердлення отворів
Тт7к12	Важке чорнове точіння сталевих поковок, штампувань і відливань після кірки з різними включеннями при рівномірному перетині зрізу і наявності ударів. Всі види стругання; важке чорнове фрезерування
Тт10кв-б	Чорнова і напівчистова обробка неіржавіючих сталей аустенітного класу, жароміцних сталей і сплавів
Тт20к9	Фрезерування сталей, зокрема фрезерування глибоких пазів, інші види обробки

Марки і сфера застосування керамічних інструментальних матеріалів наведені в таблиці 1.11.

Таблиця 1.11 – Марки і сфера застосування керамічних інструментальних матеріалів

Марка матеріалу	Сфера застосування
В-3	Чистова і напівчистова обробка без ударів загартованих конструкційних сталей (HRC 30-50), чавунів з пластинчастим графітом і легованих чавунів, кольорових металів на основі міді з високими швидкостями і малою глибиною різання
ВОК-60	Чистова і напівчистова токарна обробка загартованих конструкційних сталей (HRC 45-60 і більш), чавунів з пластинчастим і кулястим графітом, легованих і ковких чавунів з високими швидкостями різання і малим перетином стружки
ВО-13	Токарна обробка чавуну і сталі при напівчистовому і чистовому точінні

У зв’язку з порівняною дефіцитністю і значною вартістю вольфраму останніми роками ведуться інтенсивні розробки нових безвольфрамових| інструментальних матеріалів. В даний час|нині| набули значного поширення і мають ще більшу перспективу так звані композити на основі нітриду бору.

Інструменти з|із| композитів мають високу твердість, температурну стійкість, здатність|здібність| тривалий час зберігати ріжучу кромку. Вони придатні для обробки чавуну, загартованої сталі, вольфрамокобальтових| сплавів. Лезовий інструмент на основі нітриду бору випускається п’яти марок: композит 01 (ельбор| Р), композит 02 (бельбор|), композит 05 (ісміт|), композит 09 (ПТНБ), композит 10 (гексоніт| Р). У автомобільній промисловості і авторемонтному виробництві найзастосованіші зараз композит 01, композит 05 і композит 10.

Марки ріжучого інструменту з надтвердого матеріалу на основі нітриду бору наведено в таблиці 1.12.

Таблиця 1.12 – Ріжучий інструмент з надтвердого матеріалу на основі нітриду бору

Марки основних матеріалів	Оброблюваний матеріал
Композит 01 – ельбор Р	Загартована сталь HRC40-70; чавуни НВ 160-600; тверді сплави мазкий Вк15,вк20, Вк25
Композит 05 - ісміт	Загартована сталь HRC 35-55; чавуни НВ 160-600
Композіт10 – гексаніт Р	Загартована сталь HRC 40-60; чавуни НВ 160-600; тверді сплави Вк15, Вк20,вк25

1.9.2 Абразивний та алмазний інструмент. Вибір інструменту для механічної обробки

Для шліфування, хонінгування (honed finishing) і інших фінішних операцій в автомобілебудуванні і авторемонтному виробництві широко застосовується абразивний і алмазний інструмент. Абразивний інструмент застосовується на основі: окисли алюмінію А12о3 (природний і електрокорунд); карбіду кремнію (SIC); карбіду бору; з’єднань бору з азотом (ельбор). Переважно застосовуються електрокорунд і карбід кремнію; електрокорунд – для шліфування (glazing) конструкційних, жароміцних і неіржавіючих сталей; карбід кремнію – для шліфування деталей з чавуну і бронзи.

Існує класифікація абразивних матеріалів за величиною зерна. Зв’язки абразивних кругів, вживаних для шліфування, підрозділяються на бакелітові (Б), гліфталеві (Г), вулканітові (В). Абразивний матеріал на гліфталевих і вулканітових зв’язках застосовується, зазвичай, на обробних шліфувальних операціях. Розрізняють також круги: м’які (Mj, M2, М3), середньом’які (Смр См2), середні (Cj.Cj), середньотверді (Стр Ст2, Ст3), тверді (Т, Т2), вельми тверді (BTj, ВТ ), надзвичайно тверді (4Tj, ЧТ ). З метою забезпечення самозаточування абразивні круги і інший абразивний інструмент за твердістю підбирається в зворотній пропорції по відношенню до твердості оброблюваних поверхонь (при твердих поверхнях – м’які круги).

Як у автомобілебудуванні, так і в авторемонтному виробництві широко застосовується алмазний інструмент для виготовлення різноманітного інструменту, обробки багатьох деталей, виконання різнохарактерних операцій. Вельми ефективне застосування діамантового інструменту для обробки автомобільних деталей, виконаних з алюмінієвих сплавів, зокрема при обточуванні і розточуванні поршнів, прорізці на поршнях канавок під кільця, при фрезеруванні площин головок блоку.

Широко застосовуються алмазні бруски при хонінгуванні робочих поверхонь дзеркала циліндрів двигуна, зокрема при плосковершинному| і антифрикціонно-деформаційному| хонінгуванні, алмазні круги|кола| для шліфування твердих металів і сплавів і заточування інструменту і так далі. Заміна абразивного інструменту алмазним, зазвичай,|звично| сприяє підвищенню продуктивності праці.

Марки алмазних порошків, найпоширеніших в автомобільній промисловості і авторемонтному виробництві, і рекомендована сфера їх застосування наведені в таблиці 1.13.

Марки і рекомендована сфера застосування найпоширеніших в автомобілебудуванні і ремонтному виробництві алмазних паст наведені в таблиці 1.14.

У таблиці 1.15 дані загальні рекомендації з вибору алмазного керамічного і надтвердого, на основі нітриду бору, інструменту залежно від матеріалу оброблюваних деталей.

Таблиця 1.13 – Марки алмазних порошків, найбільш поширених в автомобільній промисловості і авторемонтному виробництві

Марка діамантового порошку	Сфера застосування, що рекомендується
Ас2	Виготовлення інструментів на органічних зв'язках, вживаних при чистових і доводочних операціях при обробці твердих сплавів і сталей
Ас4	Виготовлення інструментів на органічних і керамічних зв’язках, вживаних при обробці твердих сплавів
Ас6	Виготовлення інструментів на металевих зв'язках, що працюють при підвищених навантаженнях
Ас20	Виготовлення інструментів, що працюють в тяжких умовах, зокрема при чорновому хонінгуванні
Ас32	Виготовлення інструментів на металевих зв'язках, призначених для чорнового хонінгування, правки шліфувальних кругів
Арв1	Виготовлення інструменту, вживаного для чорнового хонінгування чавунів
АРСЗ	Виготовлення інструментів, що працюють в особливо важких умовах, призначених, зокрема, для правки шліфувальних кругів
AM	Доведення і полірування деталей із загартованих сталей, твердих сплавів
АН	Доведення і полірування твердих і надміцних матеріалів
ACM	Доведення і полірування деталей із загартованих сталей, твердих сплавів
Арк4	Виготовлення інструментів, що працюють в тяжких умовах, зокрема для хонінгування

Таблиця 1.14 – Марки і рекомендована сфера застосування найпоширеніших в автомобілебудуванні і ремонтному виробництві

Марка алмазного порошку	Сфера застосування, що рекомендується
А2,аз,ас2	Шліфування, грубе доведення різних матеріалів. Шорсткість обробленої поверхні від 2,50 до 0,32 мкм
AM,ACM, АН, АСН	Полірування і доведення сталі, розрізни сплавів, кольорових металів, неметалевих матеріалів. Шорсткість обробленої поверхні від 0,320 до 0,050 мкм
AM, ACM	Тонке полірування і доведення металів, сплавів і неметалічних матеріалів. Шорсткість обробленої поверхні 1
AM, АСМ AM5, ACM5	Тонке полірування і доведення сталей сплавів і неметалічних матеріалів. Шорсткість обробленої поверхні не більше 0,040 мкм

Таблиця 1.15 – Рекомендації по вибору алмазного керамічного і надтвердого на основі нітриду бору інструменту

Оброблювані матеріали	Типові деталі (операції)	Матеріал інструменту
Алюмінієві сплави, бронза, бабіт	Поршні (обточування і розточування), верхні втулки шатуна, втулки під розподільний вал	Синтетичні алмази, типу "карбонадо", двошарові пластинки
Чавуни з пластинчастим і кулястим графітом. Твердість до НВ 240-260 і вище	Циліндри блоків, гільзи циліндрів, гальмівні барабани (розточування)	ВЗ, Вок6о
	Маховики, нажимні диски зчеплення (підрізування торців)	Композит 01 (ельбор Р)
Спеціальні термічно оброблені чавуни: HRC45-50	Гільзи циліндрів (розточування і обточування)	Вок60, Композит 01
HRC50-60	Фаски сідла клапан (розточування з урізуванням)	Композит 10 (гексаніт Р)