Современная промышленность во все возрастающих масштабах использует материалы, обладающие высокой прочностью, химической стойкостью в агрессивных средах, жаропрочностью, а зачастую и комплексом этих свойств. В процессе резания таких материалов, обладающих низкой теплопроводностью и повышенными прочностными характеристиками, возникают высокие температуры и большие давления на режущую кромку. В силу этого обрабатываемость их точением значительно хуже по сравнению с обрабатываемостью стали 45, принятой за эталон. Выполнение же таких операций, как сверление, нарезание и накатывание резьб, протягивание, протекает в еще более тяжелых условиях и требует применения специальных инструментов и приемов работы.

Большинство марок высоколегированных сталей и сплавов приведено в ГОСТ 5632-72 “Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные”. В зависимости от основных свойств все эти стали и сплавы в ГОСТе разделены на группы:

I — коррозионно-стойкие стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической, химической, межкристаллитной коррозии (20X13, 14Х17Н2, 12Х18Н9, 08Х17Н13М2Т и др.);

III — жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаропрочностью (11Х11Н2В2МФ, 37Х12Н8Г8МФБ, ХН70МВТЮБ и др.).

Однако подобная классификация не позволяет дать оценку обрабатываемости различных групп материалов, в связи с чем предложено несколько способов классификации, по которым в группы объединены материалы, близкие по химическому составу и обрабатываемости. Согласно одной из них, приведенной в справочнике, все материалы разбиты на восемь групп, позднее классификация была расширена за счет включения тугоплавких

В группу I классификации отнесены теплостойкие стали, допускающие эксплуатацию до температуры 500° С (34ХНМ, Х6СМ и др.). Основной легирующий элемент — хром (до 6%), а также добавки никеля (до 3%) и кремния. Обрабатываемость деталей из этих сталей удовлетворительная.

В группу II отнесены стали с содержанием хрома более 12% и небольшим количеством других легирующих элементов. Это высокопрочные стали, сохраняющие свои качества при температуре до 500-600° С и при воздействии слабоагрессивных сред (30X13, 14Х17Н2, 09Х16Н4Б). В отожженном состоянии обрабатываемость большинства марок удовлетворительная, в термически упрочненном состоянии обрабатываемость их резко снижается.

Стали группы III по составу хромоникелевые. Типичный представитель этой группы — сталь 12Х18Н10Т. Они могут быть использованы как жаропрочные, стойкие в агрессивных средах. В большинстве случаев это немагнитные стали, хорошо свариваются; коэффициент обрабатываемости сталей типа 12Х18Н10Т при точении примерно в 2 раза выше коэффициента обрабатываемости стали 45.

Стали группы IV по составу также хромоникелевые с добавкой других легирующих элементов (45Х14Н14В2М, 10Х11Н23ТЗМР и др.). Это жаропрочные, жаростойкие и кислотостойкие материалы. Коэффициент обрабатываемости в 3-4 раза ниже чем у стали 45.

Стали группы V — жаропрочные деформируемые на никелевой и железоникелевой основе (ХН70Ю, ХН67МВТЮ, ХН77ТЮР и др.). Кроме никеля они содержат большое количество хрома и небольшое количество молибдена, титана, алюминия и других легирующих элементов. Главная область применения — изготовление деталей, работающих при высоких температурах (до 900° С), наличии агрессивных сред и значительных механических нагрузках. Это один из самых труднообрабатываемых материалов, коэффициент обрабатываемости 0,1-0,3 относительно стали 45.

Жаропрочные литейные сплавы группы VI (ЖС6-К, ХН67ВМТЮЛ и др.) также представляют собой высоколегированные материалы на никелевой основе. Их обрабатываемость еще более худшая, чем материалов предыдущей группы, что объясняется наличием интерметаллидных и карбидных включений, приводящих к повышенному абразивному изнашиванию инструмента, особенно из быстрорежущих сталей.

Материалы группы VII — это сплавы на основе титана. Объем использования деталей из титановых сплавов непрерывно растет. Особенности титановых сплавов с точки зрения их обрабатываемости резанием следующие:

Из-за этих особенностей обрабатываемость деталей из титановых сплавов на таких операциях, как нарезание резьбы метчиками и плашками, протягивание, шлифование, сильно понижена.

В группу VIII входят низколегированные высокопрочные стали (28ХЗСНМВФА, 42Х2ГСНМ и др.). Повышенные прочностные характеристики этих сталей обусловлены наличием хрома, никеля, добавок вольфрама, молибдена, ванадия, применением двойных операций термической обработки. В отожженном состоянии их обрабатываемость находится на уровне обрабатываемости обычных конструкционных сталей, после термообработки обрабатываемость резко падает. В связи с этим технологический процесс обработки деталей из этих материалов нужно разрабатывать, по возможности, таким образом, чтобы большая часть припуска была снята на отожженных заготовках, оставляя минимум припуска на чистовые операции.

В IX группу материалов объединены тугоплавкие металлы и сплавы. Для этих металлов характерна исключительно высокая температура плавления, поэтому их применяют для изготовления деталей аппаратов, работающих при температуре до 2000-2500° С. По обрабатываемости резанием их можно разделить на три группы. Наиболее труднообрабатываемые металлы — вольфрам, молибден. Сплавы на основе бериллия отличаются хрупкостью и токсичностью и способствуют абразивному изнашиванию инструмента. И, наконец, сплавы на основе тантала и ниобия обладают вполне удовлетворительной обрабатываемостью, позволяющей осуществлять их резание даже инструментом из быстрорежущих сталей при скорости до 30 м/мин.

Группу X составляют различного рода неметаллические материалы (стеклопластики, слюда). Их широко применяют при изготовлении печатных плат, сложных корпусов, полученных литьем под давлением и армированных металлической арматурой, и многих других деталей. Большинство деталей из этих материалов легко обрабатываются, но при обработке резанием возникают определенные трудности.

• Инструментальные материалы.
• Метчики.
• Плашки.
• Развертки.
• Фрезы.