Справочник

Справочник (2)

Справочник нормативно-технической документации

Cверла

 

Инструменты из быстрорежущей стали. История. Сущность. Перспективы.

Изменение зависимости между температурой, временем воздействия и изменением физических свойств инструментальных легированных и быстрорежущих сталей.

Марка стали

Температура отпуска, °C

Время выдержки, час

Твердость, HRCэ

Инструменты представленные на нашем сайте

У7, У8, У10, У12

150—160

1

63

 

Р9

580

4

Сверло перовое 90,0 Р9 по металлу (пластина) ГОСТ 25526-82

У7, У8, У10, У12

200—220

1

59

 

Р6М5К5, Р9, Р9М4К8, Р18

620—630

4

Фреза трехсторонняя 63,0 х 4 х 22 Р6М5К5 Z=24 с прямым зубом

Процентное содержание легирующих химических элементов в быстрорежущих сталях

Марка стали

C

Cr

W

Mo

V

Co

Инструменты представленные на нашем сайте

Р0М2Ф3

1,10—1,25

3,8—4,6

2,3—2,9

2,6—3,3

 

Р6М5

0,82—0,90

3,8—4,4

5,5—6,5

4,8—5,3

1,7—2,1

< 0,50

Фреза трехсторонняя 63,0 х 5 х 22 Р6М5 Z=16 с прямым зубом

Р6М5Ф2К8

0,95—1,05

3,8—4,4

5,5—6,6

4,6—5,2

1,8—2,4

7,5—8,5

 

Р9

0,85—0,95

3,8—4,4

8,5—10,0

< 1,0

2,0—2,6

Сверло 7,4 х 80 х 170 Р9 длинное к/хв

Р18

0,73—0,83

3,8—4,4

17,0—18,5

< 1,0

1,0—1,4

< 0,50

Зенкер 4,0 х 35 х 80 (Н7 )машинный цил.хв-к винт.канавки Р18 Z=4 сквозной

Очень долго чтобы создавать предметы обихода, оружие убийства и орудия созидательного труда, использовались камни, дерево и лишь немного металл. Что вполне естественно. Металл трудно обрабатывать. Не торопливо металлургия и металлообработка развивалась, были придуманы токарные, фрезерные и другие станки. Встала проблема. Промышленная революция затормозилась из-за катастрофически низкой скорости резания металлов. Двигатели, хоть плохенькие и были. Способы передачи энергии были. Но произвести достаточное количество высокоточных металлических изделий, когда скорость резания ограничивалась 5 метрами в минуту, никак нельзя.
Ситуация стала меняться во второй половине 19 века. Тогда инженер Р. Мюшет смешав часть марганца, вольфрама и углерода, с обыкновенной сталью создал поистине совершенный, самый технологичный на тот момент сплав, его назвали «самокал». Он был дедом нынешних быстрорезов, 50 лет спустя средняя скорость резания самым совершенным инструментом возросла в 7!!! раз. Благодаря дальнейшему прогрессу, в начале 20 годов 20-го века, до 45 метров в минуту и все продолжает ускоряться.

В общих чертах снаружи и изнутри

Быстрорежущая сталь была совершенным сплавом своего времени. Она с лихвой удовлетворяла потребности промышленности, и отчасти превосходила ожидания. Первой полноценной сталью была Р9. Р происходит от английского Rapid - скорость. Вольфрам есть по умолчанию, значит и указывать его смысла нет. Содержание вольфрама – цифра после Р. Быстрорежущие стали содержат хрома и молибдена до 5%. Вольфрама может содержаться до 18 сотых частей. От 0,7 до 1,8 сотых углерода. И важнейший здесь металл - кобальт. Но он и самый дорогой, поэтому не превышает по содержанию 10%.

Изготовляют быстрорежущую сталь методом отливки или порошковой металлургии. Второй способ лег в основу изготовления и твердых сплавов. При отливке кроме качества листья огромное значение имела ковка. Или обработка давлением. Еще больше значит качественный отжиг и отпуск. Многие стали отпускают от при температуре от - 80 градусах до 900 градусов.

Быстрорез, за что его любят?

Самое важное преимущество инструмента из быстрорежущей стали – скорость резания. В момент появления инструменты были на грани фантастики и превосходили все ожидания. Конкурентами на тот момент у быстрорезов были инструментальные стали, их главный бич - полное отсутствие горячей твердости. Вот три пункта превосходства инструмента из быстрорежущей стали, за что они и обрели популярность:

Важнейшее свойство – красностойкость. Определяет, сколько времени инструмент способен испытывать высокие температуры, прежде чем его режущие кромки начнут походить на печенье, упавшее в молоко.  Например Р18 за 4 часа при температуре 620 градусов снизит прочность до 59 HRC. Наиболее ходовые инструментальные стали: У10, У12 120 выдержат нагрев 150-200, их твердость упадет не значительно, до HRC63. Дальнейшее повышение температур попросту критично и абсолютно не допустимо.

Горячая твердость, вот за что быстрорез получил свое имя. Обработка металлов сильно нагревает инструмент. Традиционные приспособления из инструментальной стали, если смотреть на диаграмму отношения температуры и твердости, падали в бездну после порога в 200 градусов. Быстрорежущая сталь легко держала 60 HRC и при 600. Наиболее совершенные сплавы с высоким содержанием кобальта и 700 градусов. При использовании охлаждения скорость резания была огромной и полностью удовлетворяла всем требованиям.

Для инструмент очень важна прочность или ударная прочность. Когда режущая кромка без последствий переносила ударные нагрузки, особенно при долбежных операциях, прерывистом точении и фрезеровке. Инструменты из быстрорежущей стали легко справлялись с этим наравне или лучше чем стали инструментальные.

Применение инструментов из быстрорежущих сталей

Сильная вибрация, обработка с малым охлаждением и прерывистое точение – самое место для кобальтовых быстрорезов Р9К5, Р9К10. Наиболее труднообрабатываемые и коррозионно-стойкие стали - их нива.

Для деликатной и точной обработки, с небольшим припуском, используются Р9Ф5, Р14Ф4 или ванадиевые быстрорезы.
Для истинно адских условий, больших припусков и наитвердейших материалов всех разновидностей, подходят как никогда Р9М4, Р6М3 вольфрамо-молибденовые быстрорежущие стали.

Широчайшее распространение получили Р18 и Р9. Из них делают фрезы, сверла, токарные резцы. Также развертки, зенкеры и огромное число всевозможных фасонных инструментов.

Инструменты из быстрорежущей стали имеют более чем столетнюю историю, но они идут ноздря в ноздрю с алмазными, металлокерамическими и инструментами из твердых сплавов. И там где они на сегодня применяются, не могут быть заменены. Пока на их замену поставить нечего, а значит и история их еще не закончена.

Схема термической обработки быстрорежущей стали

Схема термической обработки быстрорежущей стали