Инструментальные стали

Углеродистые инструментальные стали марок У10А, У11А, У12А применяются для изготовления режущих инструментов, работающих с малыми скоростями резания. После закалки и отпуска они имеют твердость в пределах 60...63 HRCЭ. При температурах порядка 220 °С твердость резко снижается и инструменты теряют свои режущие свойства. В процессе термической обработки углеродистая инструментальная сталь склонна к образованию трещин и значительно деформируется. Инструмент, изготовленный из этой стали, весьма чувствителен к отжигу режущих кромок при его заточке.

Основными преимуществами углеродистых сталей по сравнению с другими инструментальными сталями являются их хорошая обрабатываемость в отожженном состоянии, а также невысокая стоимость. Из углеродистой инструментальной стали изготовляются дисковые пилы, сверла небольших диаметров, зенкера, развертки, фрезы малого диаметра, метчики, круглые плашки и т. п. Не рекомендуется изготовлять из этих сталей вследствие больших деформаций при термообработке и склонности к обезуглероживанию инструменты большой длины, а также инструменты, имеющие сложный профиль.

Легированные инструментальные стали имеют в своем составе в небольших количествах хром, вольфрам, ванадий и др. Введение легирующих элементов повышает теплостойкость инструментальной стали до 250...300°С. Это позволяет повысить скорость резания по сравнению с инструментом из углеродистой стали в 1,1...1,4 раза. Наибольшее распространение для изготовления режущего инструмента получили стали 9 ХС, XBCГ, ХВГ.


У стали 9XG наблюдается равномерное распределение карбидов по сечению, что позволяет использовать ее для изготовления инструментов относительно больших размеров, а также инструментов с более тонкими режущими элементами. Вместе с тем сталь 9ХС плохо шлифуется, имеет повышенную чувствительность к обезуглероживанию при нагреве. Сталь 9ХС применяют для изготовления сверл, разверток, метчиков, плашек, фрез. Сталь ХВГ отличается малым короблением при термообработке, поэтому из нее изготовляют инструменты сравнительно большой длины: протяжки, развертки, метчики и др. Сталь ХВСГ используется при изготовлении круглых плашек, разверток и др.

Быстрорежущие стали являются основными сталями для изготовления режущих инструментов. В зависимости от химического состава различают следующие стали: 1) вольфрамовые — Р18, Р12, Р9, вольфрамомолибденовые — Р6МЗ, Р6М5, 10Р6М5 и др. и вольфрамованадиевые— Р18Ф, Р12ФЗ и др., имеющие красностойкость — 620... 630 °С; 2) вольфрамокобальтовые — Р9К5, Р9К10, вольфрамованадиевые с кобальтом — Р18К5Ф2, Р18Ф2К8М, Р12Ф4К5 и др. вольфрамокобальтомолибденовые — Р6М5К5 и др. и вольфрамомолибденованадиевые стали с кобальтом — Р12МЗФ2К8, Р10М4ФЗКЮ и др., имеющие красностойкость — 630...640°С; 3) с интерметаллидным упрочнением (дисперсионного твердения) — В11М7К23, В14М7К25, 25В20К25ХФ и др., имеющие красностойкость 700...725 °С.

Стали, легированные вольфрамом и молибденом, при содержании ванадия, не превышающем 2 %, относят к сталям нормальной производительности. Стали с более высоким содержанием ванадия, а также дополнительно легированные кобальтом относят к сталям повышен ной производительности.

По сравнению со сталями нормальной производительности высокованадиевые стали повышенной производительности обладают в основном повышенной износостойкостью, а кобальтосодержащие — более высокой твердостью, красностойкостью и теплопроводностью. Быстрорежущая сталь Р18, содержащая 18 % остродефицитного вольфрама, долгое время была наиболее распространенной. В настоящее время она имеет ограниченное применение. Инструмент, изготовленный из стали Р18, имеет наибольший интервал закалочных температур, хорошо шлифуется. Основной недостаток стали Р18 заключается в неравномерном распределении карбидов по сечению, особенно значительный в прутках большого диаметра. Сталь Р9 имеет меньшую, чем сталь Р18, карбидную неоднородность, но плохо шлифуется. Применяют ее при изготовлении инструментов простой формы, предназначенных для обработки обычных конструкционных сталей. Сталь Р12 занимает промежуточное положение между сталями Р18 и Р9 и применяется взамен стали Р18 для изготовления различных режущих инструментов для обработки конструкционных сталей.

Вольфрамомолибденовые стали по сравнению с вольфрамовыми более прочны, имеют меньшую на 1...2 балла карбидную неоднородность, но более чувствительны к обезуглероживанию и перегреву.

Сталь Р6М5 среди быстрорежущих сталей обычной производительности заняла доминирующее положение. Она применяется для изготовления всех видов режущих инструментов, предназначенных для обработки конструкционных сталей. По стойкости инструменты из стали Р6М5 не уступают инструментам из стали Р18.

При резании труднообрабатываемых сталей, а также при обработке конструкционных сталей на повышенных скоростях резания применяются быстрорежущие стали повышенной красностойкости и производительности. Инструменты из кобальтовых сталей применяются для черновых работ, инструменты из высокованадиевых сталей — для чистовых работ. Инструменты из стали с интерметаллидным упрочне- нием применяются для обработки титановых сплавов, жаропрочных,  нержавеющих и кавитационностойких сплавов с аустенитной структурой.

 

 

Смотрите также