Характеристики
Наиболее характерные особенности твердых сплавов быстрорежущих сталей следующие:
- Высокая горячая твердость. Этот термин обозначает величину температуры, при которой материал сохраняет твердость. Во время работы инструменты при сильном трении интенсивно разогреваются до сверхвысоких температур. Различные марки быстрорежущей стали способны сохранять свою твердость даже при нагреве до 600 0C.
- Значительная красностойкость, т.е. большая длительность работы при высоких температурах без потери своих физических качеств.
- Сопротивление разрушению: улучшенные механические характеристики сплава – высокая прочность, позволяющая работать сверлами и резцами на большой глубине резания и высоких скоростях подачи.
Способы, которыми удается достигать таких замечательных характеристик, включают в себя добавление при производстве стальных сплавов специальных легирующих присадок и особые условия закалки. Быстрорежущие виды сталей изготавливают проковкой, прокаткой, разливкой в слитки, а также с помощью порошковой металлургии.
Особенностью закалки является необходимость в предварительном отжиге. После закаливания необходимо специальными процедурами избавиться от остатков аустенита в сплаве, снижающего его полезные физические свойства. Наиболее распространенные в процентном отношении присадки – это следующие элементы:- Хром: придает жаропрочность металлу.
- Кобальт: дает максимальную красностойкость, но очень дорог.
- Ванадий: повышает твердость и теплостойкость стали.
- Вольфрам: обеспечивает повышенную теплостойкость, повышает износостойкость и значительно повышает твёрдость.
- Молибден: более выраженные легирующие характеристики, чем у вольфрама. При добавлении молибдена в металл в 1,5 раза меньше по сравнению с вольфрамом сохраняется тот же уровень теплостойкости.
Если в двух видах сплава одни и те же легирующие добавки, но в разном количестве, их свойства будут отличаться. Особенности металла значительно меняются в зависимости от состава, количества и процентного соотношения этих добавок. Изменяя эти параметры, можно менять количественные и качественные технические характеристики материала: делать особый упор на отдельные полезные свойства, уменьшать себестоимость, либо наоборот – использовать дорогостоящие присадки для максимального улучшения рабочих возможностей материала. На этом основании создаются различные марки легированных быстрорежущих сталей, используемые в различных областях промышленности.
Быстрорежущие стали - расшифровка марок
Принципы маркировки различных видов инструментальных быстрорежущих сталей унифицированы, и с их помощью можно легко понять свойства и назначение конкретного материала. В обозначении любой марки быстрорежущей стали, независимо от ее состава, стоит русская буква «Р». Это связано с тем фактом, что изобрели данный вид материала в Британии, и там его обозначили как «rapid steel». Дальше ставится цифра, указывающая процентное соотношение вольфрама к общей массе сплава (буква «В» не пишется). Вольфрам – главная добавка, придающая стали «быстрорежущие» свойства. Но стоит учитывать, что существуют и безвольфрамовые марки на основе молибдена. Затем идут буквы, обозначающие другие составляющие: Ф – ванадий, К – кобальт, М – молибден (М). После каждой буквы стоит цифра, указывающая содержание этих элементов.Государственный стандарт предусматривает отсутствие в маркировке указания на хром: его содержание всегда в районе 4%. Ванадий и молибден также не указываются, если их содержание менее 2% и 1% соответственно.
Применение быстрорежущей стали
Применение различных марок быстрорежущих сталей:- Изготовление сверл.
- Изготовление резцов. Для снижения себестоимости резцов их основная часть изготавливается из недорогого металла, и лишь режущая кромка изготовлена из износостойкого материала.
- Изготовление напаек.
- Изготовление фрез.
- Производство метчиков.
- Производство протяжек, зенкеров, пил.
Все эти инструменты и аксессуары используются в современных станках с ЧПУ.
Быстрорежущие инструментальные стали по химическому составу делятся на три группы:
- Обладающие средней теплостойкостью. Это сталь с добавками вольфрама или вольфрама и молибдена. Например, марки Р6М5, Р9, Р18, Р8М3. Также в эту группу входят составы, легированные азотом, что повышает режущие способности материала. Стальные сплавы этого вида удобны для обработки пластмассы, черных, цветных и конструкционных металлов.
- С повышенной теплостойкостью. В первую очередь, это сплавы с большим содержанием ванадия, кобальта и углерода. Например, марки Р9Ф5, Р9К5, Р10К5Ф2. Их ниша – обработка конструкционных, закаленных, нержавеющих и жаропрочных металлов.
- С высокой теплостойкостью. С большим количеством легирующих добавок, а содержание углерода – ниже. Например, марки В14М7К25, В11М7К23. Это стали повышенной производительности, их применяют для резки труднообрабатываемых деталей или титановых сплавов.
