Среди инструментальных сталей мы рассмотрим особую группу — быстрорежущие стали. К материалам данной группы предъявляют следующие требования:
- устойчивость формы и размера;
- теплостойкость;
- твердость;
- повышенная износостойкость;
- стойкость к повышенным нагрузкам;
- вязкость.
Впервые инструментальная быстрорежущая сталь была произведена в Великобритании и названа «rapid steel». Соответственно, отечественное обозначение быстрорежущих сталей начинается с большой буквы «Р». Число после первой буквы — содержание (в процентах) в сплаве вольфрама, далее в маркировке могут присутствовать буквы «К», «М», «Ф» и числа — процентное содержание, соответственно, кобальта, молибдена, ванадия. Также в рассматриваемых видах сталей содержится хром (от3 до 4,4 %), углерод (от 0,7 до 1,5 %) и другие элементы, которые в маркировке не отмечаются.
Быстрорежущие стали обладают износостойкостью, которая значительно (в 3,5 раза) выше, чем тот же показатель в низколегированных и углеродистых сталей. Теплостойкость при легировании кобальтом достигает 620 градусов, без легирования — 620 градусов.
Режущая способность быстрорежущих сплавов зависит, в первую очередь, от содержания в них вольфрама. При высоком содержании этого элемента отмечается карбидная неоднородность стали и , как следствие, раскрошенная поверхность кромки инструмента при работе. Если в составе стали содержится молибден, то показатели твердости инструмента более стабильны.
Рекомендуемые области применения основных марок быстрорежущих сталей
| Обрабатываемый материал | Виды инструментов | ||||||||
| Резцы | Сверла | Развертки, зенкеры | Метчики, плашки | Протяжки, прошивки | Фрезы | Зуборезный инструмент | Ножовочные полотна, пилы | ||
| Концевые, дисковые | Насадные, торцевые | ||||||||
| Углеродистые и низколегированные стали | Р6М5Ф3 Р6М5К5*1 Р9К5 |
Р6М5 11РЗАМ3Ф2 Р6М5Ф3 Р12Ф3 |
Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5*1 |
Р6М5 11РЗАМ3Ф2 Р6М5Ф3 |
Р6М5Ф3 Р6М5 |
Р6М5 Р6М5Ф3*1 Р6М5К5 |
Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5*1 |
Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5*1 Р9М4К8*1 |
11Р3АМ3Ф2 Р6М5 Р9 |
| Высоколегированные конструкционные, нержавеющие и легированные улучшенные стали | Р9К5 Р12Ф4К5 Р6М5К5 |
Р6М5Ф3 Р12Ф3 Р6М5К5 Р18 |
Р6М5Ф3 Р6М5К5 Р9М4К8 Р18 |
Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5 Р18 |
Р6М5Ф3 Р6М5К5 Р9К5 |
Р6М5К5 Р9М4К8 Р9К5 |
Р6М5К5 Р9К5 |
Р6М5К5 Р9М4К8 |
11Р3АМ3Ф2 Р6М5 Р9 |
| Жаропрочные стали и сплавы, высокопрочные стали | Р18К5Ф2 Р12Ф4К5*2 Р6М5К5 В4М12К23 |
Р6М5К5 Р9М4К8 Р18К5Ф2 |
Р12Ф4К5 Р6М5К5 Р9К5 |
Р6М5Ф3 Р6М5К5 Р18 |
Р6М5Ф3 Р6М5К5 |
Р18К5Ф2 Р9М4К8 Р6М5К5 В11М7К23 |
Р18К5Ф2 Р12Ф4К5*2 Р6М5К5 В4М12К23 |
Р9М4К8 | Р6М5К5 Р6М5 |
Примечание. Выделены предпочтительные марки стали.
*1 При работе на повышенных скоростях резания.
*2 Для инструментов простой формы.
Сталь Р6М5
Быстрорежущая инструментальная сталь марки Р6М5 повсеместно применяется в производстве основных резьбонарезных и режущих инструментов. Р6М5 используется для эффективной обработки конструкционных легированных углеродистых сталей. Именно эта сталь получила широкое распространение благодаря не только характеристикам, в которые входит высокая теплостойкость, но и из-за относительно невысокой себестоимости.
Сталь Р6М5К5
Инструментальная быстрорежущая молибденово-кобальтовая сталь. Сталь этой марки обладает важными характеристиками: износостойкостью, хорошей вязкостью, легко поддается шлифовке. Применяется в изготовлении инструментов для обработки жаропрочных и нержавеющих сталей. Инструменты из такой стали незаменимы в условиях повышенного разогрева режущей кромки.
Сталь Р18
Данная марка стали, как правило, используется для обработки конструкционных сталей с обязательным условием сохранения режущих свойств при нагревании до 600 градусов во время работы. Р18 — сталь, отличающаяся большим количеством избыточных карбидов и свойством сохранять мелкое зерно даже при повышенных температурах закалки. Инструмент подогревают, чтобы при нагреве до температуры закалки в нем не образовывались трещины. Основным недостатком стали Р18 является высокая себестоимость, поэтому ее часто стараются заменить более дешевым вариантом — сталью Р9.
Сталь Р12 (по характеристикам близка к стали Р18)
Р12 отличается от стали Р18 меньшей степенью карбидной неоднородности и большей пластичностью. Такая марка стали оптимальна для изготовления инструментов методом пластической деформации.
Используется сталь Р12 в производстве режущего инструмента для механической обработки конструкционных инструментальных легированных сталей.
Сталь Р9К5
Данная марка стали необходима для обработки конструкционных сталей повышенной прочности, жаропрочных и нержавеющих сталей. Пятипроцентное содержание кобальта делает материал более пригодным для работы ударом, благодаря повышенной вязкостью. Инструменты из стали Р9К5 обладают более длительным периодом стойкости (в 3 раза) по сравнению с инструментами из стали Р6М5.
