Інструментальні сталі

Ріжучі інструменти, виготовлені з вуглецевих інструментальних сталей У10А, У11А, У12А, володіють достатньою твердістю, міцністю і зносостійкістю при кімнатній температурі, проте теплостійкість їх невелика. При температурі 200-250 ° їх твердість різко зменшується. Тому вони застосовуються для виготовлення ручних і машинних інструментів, призначених для обробки м'яких металів з низькими швидкостями різання, таких як напилки, дрібні свердла, розгортки, мітчики, плашки та ін. Вуглецеві інструментальні сталі мають низьку твердість в стані поставки, що забезпечує їх хорошу оброблюваність різанням і тиском. Однак вони погано гартуються і вимагають застосування при загартуванны різких гартівних середовищ, що підсилює викривлення інструментів і небезпеку утворення тріщин.

Інструменти з вуглецевих інструментальних сталей погано шліфуються через сильне нагрівання, відпустки і втрати твердості ріжучих крайок. Через великі деформації при термічній обробці і поганий шліфована вуглецеві інструментальні сталі не використовуються при виготовленні фасонних інструментів, що підлягають шліфуванню за профілем.

З метою поліпшення властивостей вуглецевих інструментальних сталей були розроблені низьколеговані сталі. Вони мають більшу прокаливаємость і закаліваємость, меншу чутливість до перегріву, ніж вуглецеві сталі, і в той же час добре обробляються різанням і тиском. Застосування низьколегованих сталей зменшує шлюб через деформацію і тріщин в порівнянні з одержуваних при термічній обробці вуглецевих сталей. Прикладом низьколегованих сталей може служити сталь У11Х, яка представляє собою вуглецеву сталь з невеликими добавками хрому.
 
Низьколегованісталі вищими за вуглецеві стали по ріжучим властивостям, так як введення в сталь невеликої кількості легуючих елементів не підвищує теплостійкість сталі. Тому область застосування для низьколегованих сталей рекомендується така сама, що і для вуглецевих сталей.
 
Леговані інструментальні сталі відрізняються від вуглецевих довше високою прокаливаемостью і закаліваемостью, що дозволяє виробляти загартування інструментів з охолодженням в гарячих середовищах і отримувати меншу деформацію.
 
У виробництві ріжучих інструментів з інструментальних легованих сталей найбільше застосування знаходять хромокремністая сталь 9ХС і хромовольфрамомарганцовістая сталь ХВГ.
 
У стали 9ХС спостерігається рівномірний розподіл карбідів по перетину. Це дозволяє використовувати її для різенарізальних інструментів з дрібним кроком різьби, особливо для круглих плашок.
 
Разом з тим сталь 9ХС має підвищену твердість у відпаленого стані, знижену оброблюваність, високу чутливість до зневуглецювання при нагріванні.
 
Сталь ХВГ має підвищену карбідним неоднорідність, що підсилює викришування різальних крайок і не дозволяє рекомендувати її для інструментів, що працюють у важких умовах. Застосовується вона для виготовлення таких інструментів, як довгі розгортки, мітчики, протягання, для яких украй небажана деформація при загартуванню.
 
Замість сталей 9ХС і ХВГ можна застосовувати сталь ХГСВФ. Вона має меншу твердість після відпалу і обезуглероживающего значно менше, ніж сталь 9ХС.
 
За теплостійкості леговані інструментальні сталі незначно перевершують вуглецеві .. Вони зберігають високу твердість при нагріванні до 200-260 ° С. Тому ці стали непридатні для різання з підвищеною швидкістю, а також для обробки твердих матеріалів.
 
В даний час для виготовлення металорізальних інструментів застосовуються швидкорізальні стали. Залежно від призначення їх можна розділити на дві групи: 1) стали нормальної продуктивності; 2) сталі підвищеної продуктивності.
 
До сталям першої групи відносяться Р18, Р12, Р9, Р6М3, Р6М5, Р9М4; до сталей другої групи - Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2, Р9Ф5, Р14Ф4, Р18Ф2.
 
У позначенні марок буква Р вказує, що сталь відноситься до групи швидкорізальних. Цифра, наступна за нею, показує середній вміст вольфраму в відсотках. Середній вміст ванадію в сталі у відсотках позначається цифрою, що проставляється за літерою Ф, кобальту - цифрою, що йде за буквою К.
 
Швидкорізальна сталь Р18, що містить 18% вольфраму, довгий час була найбільш поширеною. Інструменти, виготовлені з цієї сталі, після термічної обробки мають твердість HRC 62-65, красностойкость 600 ° С і досить високу міцність. Сталь Р18 порівняно добре шліфується. Істотним недоліком цієї сталі є велика карбідна неоднорідність, особливо значна в прутках великого перерізу.
 
При збільшенні карбідної неоднорідності міцність сталі знижується і при роботі спостерігається викришування різальних крайок інструменту і зниження його стійкості.

Велика кількість карбідної фази робить сталь Р18 більш дрібнозернистою, менш чутливою до перегріву при загартування, більш зносостійкого. З стали Р18 можуть виготовлятися всілякі інструменти, в тому числі такі складні як шевери, долбяки, протягання і ін.
 
Сталь Р9 по красностойкості і ріжучим властивостями майже не поступається сталі Р18.
 
Недоліком стали Р9 є знижена шліфована, що викликається порівняно високим вмістом ванадію і присутністю в структурі дуже твердих карбідів. Разом з тим сталь Р9, у порівнянні зі сталлю Р18, має більш рівномірний розподіл карбідів, кілька більшу міцність і пластичність, що полегшує її деформованість в гарячому стані і має важливе значення для інструментів, одержуваних різними методами пластичної деформації. Через зниженою шліфована сталь Р9 застосовується в обмежених межах.
 
Сталь Р12 рівноцінна по ріжучим властивостям стали Р18. У порівнянні зі сталлю Р18 сталь Р12 має меншу карбідним неоднорідність, підвищену пластичність і придатна для інструментів, виготовлених методом пластичної деформації.
 
У порівнянні зі сталлю Р9 сталь Р12 краще шліфується, що пояснюється більш вдалим поєднанням легуючих елементів.
 
Стали марок Р18М і Р9М відрізняються від сталей Р18 і Р9 тим, що вони в своєму складі замість вольфраму містять до 0,6-1% молібдену (з розрахунку, що 1% молібдену замінює 2% вольфраму). Ці стали мають рівномірно розподілені карбіди, але більш схильні до зневуглецювання. Тому загартування інструментів з цих сталей необхідно проводити в захисній атмосфері. За своїми основними властивостями стали Р18М і Р9М не відрізняються від сталей Р18 і Р9 і мають ту ж область застосування.
 
Вольфрамомолібденовие стали типу Р6М3, Р6М5 є новими сталями, значно підвищують як проч¬ность, так і стійкість інструменту. Молібден обумовлює меншу карбідним неоднорідність, ніж вольфрам, внаслідок чого заміна 6-10% вольфраму відповідним кількістю молібдену знижує карбідним неоднорідність швидкорізальних сталей приблизно на 2 бали і відповідно підвищує пластичність. Недолік молібденових ста¬лей полягає в тому, що вони мають підвищену чутливість до зневуглецювання.
 
Вольфрамомолібденовие стали рекомендується застосовувати в промисловості поряд з вольфрамовим для виготовлення інструменту, що працює у важких умовах, коли необхідна підвищена зносостійкість, знижена карбідним неоднорідність і висока міцність.
 
Сталь Р18, особливо в великих перетинах (діаметром більше 50 мм), з боль¬шой карбідної неоднорідністю доцільно замінювати на стали Р6МЗ і Р12. Сталь Р12 придатна для протяжок, свердел, особливо в перетинах діаметром менше 60-70 мм. Сталь Р6МЗ доцільно використовувати для інструментів, виготовлених способом пластичної деформації, для інструментів, що працюють з динамічними навантаженнями, і для інструментів великих перетинів з малими кутами загострення на ріжучої частини.
 
Швидкорізальної сталі підвищеної продуктивності Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5 використовуються в основному при обробці жароміцних сплавів, високоміцних і нержавіючих сталей, інших важкооброблюваних матеріалів, а також конструкційних сталей з підвищеними режимами різання. В ¬ варте час застосовуються кобальтові та ванадієві швидкорізальні сталі. Легування швидкорізальних сталей кобальтом і ванадієм знижує міцність, але підвищує красностойкость до 630-670 ° С. При цьому зростають їх ріжучі властивості, тобто підвищується стійкість інструменту в 1,5-3,0 рази в порівнянні зі стійкістю інструментів зі сталі Р18.
 
Разом з тим швидкорізальні сталі підвищеної продуктивності, що містять кобальт, мають підвищену чутливість до зневуглецювання. Швидкорізальної сталі підвищеної продуктивності шліфуються гірше ста¬лі Р18 і вимагають більш точного дотримання температур нагрівання при термічній обробці. В порядку погіршення шліфована розглядаються стали розташовуються в такій послідовності: Р18Ф2, Р18К5Ф2, Р9К5, Р9К10, Р14Ф4, Р9Ф5, Р10К5Ф5. Погіршення шліфована виражається в підвищенні зносу абразивних кіл і збільшенні товщини поверхневого шару сталі, повреждаемого при надмірно жорсткому режимі шліфування.
 
Швидкорізальної сталі підвищеної продуктивності через технологічні недоліків не є сталями універсального призначення. Вони мають відносно вузькі межі застосування, більш придатні для інструментів, що піддаються незначного профільного шліфування.

Читайте також
Рекомендуємо подивитися
Свердло к/х Ф 8,5 Р6М5К5 КМ1 156/75 New
В наявності
180,00 грн
ціна з ПДВ
Свердло к/х Ф 39,0 Р6М5 КМ4 349/200 2301-0135 (IS) New
В наявності
1 548,00 грн
ціна з ПДВ
Мітчик гайковий М 3,5 (0,6) Р6М5 L=80 New
В наявності
15,60 грн
ціна з ПДВ
Свердло ц/х Ф 2,6 А1 Р6М5 DIN 338 (IS) New
В наявності
10,32 грн
ціна з ПДВ
Свердло к/х Ф 12,0 Р6М5 КМ1 спец 350/160 New
В наявності
432,00 грн
ціна з ПДВ
Плашка М 24 х 1,5 9ХС (Китай) New
В наявності
309,60 грн
ціна з ПДВ