Методы улучшения технических характеристик
Для повышения износоустойчивости применяют дополнительные способы химико-термической обработки. Суть процесса заключается в добавлении в структуру сплава усиливающих компонентов, которые проникают в молекулярно-кристаллическую решётку.
3 метода улучшения эксплуатационных характеристик:
HSS (High Speed Steel) — это общее определение группы быстрорежущих сталей. HSS сталь применяется для изготовления большого количества различного режущего инструмента. Обычно, это сверла, фрезы, метчики и плашки, реже — ножи и пильные полотна. HSS стали являются высокоуглеродистыми и некоторые из них содержат большую долю вольфрама. Как правило, инструменты из HSS-стали имеют твердость 62-64 HRC.
Основным преимуществом перед твердосплавными инструментами является прочность и более низкая стоимость инструментов.Поэтому HSS хорошо себя показывает при прерывистом резании.Ограничением применения HSS являются низкие скорости резания по сравнению с твердыми сплавами.
За рубежом, также как и у нас, в конце 19 века первыми стали применятся HSS стали с высоким содержанием вольфрама (18%). Первая запись об использовании в сталях кобальта появилась в Германии в 1912 году. Позже, в 1930 году, в США был введен молибден.
Что такое сталь HSS
Аббревиатура HSS образована от английского High Speed Steel — «быстрорежущая сталь». Ее применяют при производстве различного инструмента для работы с металлическими изделиями. Для изготовления применяют классический метод разливки в слитки с последующей прокаткой и проковкой. Также используют порошковой метод — распыление азотом струи жидкой стали.
HSS-сплавы принадлежат группе с высоким содержанием углерода, некоторые марки которой содержат вольфрам в определенном количестве. Твердость изготовленных инструментов из данного материала соответствует 62-64 единицам по шкале HRC.
Изделия из быстрорежущей стали обладают повышенной прочностью и находятся в доступном ценовом сегменте.
Чем отличаются HSS-сверла от твердосплавных моделей
В первую очередь, HSS-сверла отличаются от твердосплавных по технологии изготовления материала.
Твердосплавные инструменты от HSS-сверл отличаются более высокими твердостью и термостойкостью. Однако твердые сплавы имеют меньшую прочность. Они боятся вибраций и силовых нагрузок. Это не позволяет использовать твердосплавные сверла для прерывистой обработки заготовок на высоких скоростях.
Из-за сложной технологии изготовления твердосплавные инструменты стоят дорого. Цены на сверла из быстрорежущей стали значительно ниже.
Общие характеристики HSS сталей
Сталь HSS применяют для производства инструмента, предназначенного для высокоскоростной обработки металлических заготовок. Быстрорежущая сталь HSS обладает отличными эксплуатационными свойствами, которые выделяют материал среди углеродистых аналогов и твёрдых сплавов.
Высокоскоростные режимы резания
Изготовленный из HSS стали инструмент без повреждения и деформации применяют для высокоскоростной обработки различных материалов, в том числе, при прерывистых режимах резания. Это единственный тип стали, справляющийся с такими нагрузками.
Сопротивление к механическим воздействиям и разрушению
Быстрорежущая сталь в минимальной степени подвержена хрупкому разрушению, которое характерно для материалов высокой твёрдости. Этот показатель определяется при изгибе призматических образцов, а также при медленно нарастающих и быстрых нагрузках. Чем выше значения сопротивляемости, тем большую скорость подачи инструмента и глубину резания можно использовать.
Горячая твёрдость при нагреве
В нормальных условиях твёрдость углеродсодержащей стали выше, чем у быстрорежущей. Однако в процессе обработки металлической заготовки происходит значительная теплоотдача, что запускает процессы отпуска и снижает первоначальную прочность. У углеродистой стали температурный порог теплостойкости составляет 200 градусов. HSS сталь способна сохранять свои свойства при температурах 500-600 градусов.
Красностойкость 4 часа
Основное достоинство быстрорежущих сталей – красностойкость. Этот параметр определяет, в течение какого времени сталь способна сохранять прочность при высокотемпературном воздействии и сколько времени сталь способна выдерживать температурные нагрузки.
Благодаря легирующим и функциональным присадкам (кобальт, хром, вольфрам, молибден, ванадий), стали марки HSS выдерживают воздействие температуры в 600-650 градусов в течение 4 часов с полным сохранением показателей прочности.
Подбирая необходимое сверло для механической операции, первым делом необходимо обратить внимание на специальное обозначение на хвостовике инструмента, называемое маркировкой.
Подбирая необходимое сверло для механической операции, первым делом необходимо обратить внимание на специальное обозначение на хвостовике инструмента, называемое маркировкой. Она гравируется на сверлах диаметром более 3х мм и включает в себя следующие обозначения:
Для того, чтобы купить сверло по металлу, которое соответствовало бы обработке конкретного изделия, необходимо разбираться в обозначениях марки материала, из которого инструмент изготовлен. Ведь именно от него зависит качество обработки и целевое назначение.
Зачастую сверла, независимо от их конфигурации, изготавливаются из быстрорежущей стали. Об этом свидетельствует заглавная буква Р в маркировке сверла (Р9, Р6М15, Р18, Р6М5К5), а стоящая после буквы Р цифра означает содержание вольфрама в процентах, М – молибдена, К – кобальта.
Также сверла могут изготавливаться из твердых сплавов (ВК8, ВК6М), а цифра обозначает процентное содержание вольфрама и кобальта в его составе. Так, например, в сплаве ВК8 содержится 92 % карбида вольфрама, а 8% – доля кобальта.
Зарубежная маркировка сверла
Сверло по металлу с маркировкой hss (high speed steel) говорит о том, что инструмент выполнен из быстрорежущей стали, которые подразделяются на три основные группы:
Существуют следующие основные обозначения сталей в зарубежном исполнении:
1. HSS-R – буква R говорит о том, что сверло имеет термообработку, но обладает невысокой стойкостью и предназначено для обработки легированных и нелегированных сталей, а также отливок, изготовленных из литейной стали. Эти сверла применяют также для обработки меди, бронзы, серого и ковкого чугуна.
2. HSS-G – сверла с такой маркировкой предназначены для обработки сталей, у которых предел прочности не превышает 900Н/мм2, отлично подойдут для обработки чугуна, цветных сплавов, металлокерамики.
3. HSS-E – буква Е в маркировке говорит о том, что в составе данной стали присутствует кобальт. Такие сверла обладают стойкостью к высоким температурам, что позволяет использовать усиленные режимы резания и применять их для обработки вязких сплавов и сталей, прочность которых не превышает 1100 Н/мм2.
Встречаются и другие обозначения сверл, в составе которых содержится кобальт (HSS-Co5, HSS Co 8).
4. HSS-G TiN – сверла с такой маркировкой имеют титановое напыление, за счет чего увеличивается твердость инструмента, его износостойкость и производительность. Основное применение – обработка металлов с высокой твердостью на высоких скоростях резания.
5. HSS-G TiAlN – такая маркировка свидетельствует о том, что поверхность сверл имеет напыление нитрида алюминия и титана. Это покрытие обеспечивает максимальную твердость и устойчивость к износу и коррозии, позволяет вести обработку особо твердых сплавов и закаленных сталей.
6. HSS-E VAP – эта категория сверл используется для сверления отверстий нержавеющей стали. Применение таких сверл улучшает отвод стружки и ее налипание, увеличивая качество обрабатываемой поверхности.
Разновидности и маркировки HSS сверл
Все о сверлах с обозначением HSS: конструктивные особенности, назначение и характеристики. Разновидности и маркировка сверл. Правила работы с изделиями.
Сверло hss – импортный аналог режущего инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали. Выпускается с разным условным обозначением, указывающим на различие в технологии изготовления, технических характеристиках. Обозначение несет информацию о тех материалах, с какими работают. Ими можно сверлить, рассверливать и засверливать отверстия в стали, чугунах, цветных металлах и сплавах с высокой прочностью с применением ручных инструментов и разного типа оборудования, оснащенного патроном необходимой конструкции.
Разновидности режущего инструмента
HSS (первые литеры английского выражения High Speed Steel) – сталь быстрорежущая, т. е. углеродистая высоколегированная. В состав металла помимо железа и углерода вводят такие компоненты, как вольфрам, молибден, кобальт, титан и другие, в определенных количествах. Кроме того, на поверхность изделия напыляют специальные вещества, повышающие прочность и термостойкость изделия. Сверла, изготовленные на основе HSS сталей, делятся на 3 группы:
Вольфрамовые режущие инструменты выпускаются семи типов: Т1, Т2, Т4, Т5, Т6, Т8 и Т15. Различаются они содержанием углерода (от 0,75 до 1,5 %), ванадия (от 1 до 5 %), вольфрама (от 12 до 18 %), кобальта (от 5 до 12 %), хрома (от 4 до 4,5 %). Применяются сверла из сталей вольфрамовой группы для работы со сталями углеродистыми, легированными, коррозионностойкими, жаропрочными.
Молибденовые инструменты выпускаются двенадцати типов: М1, М2, М3, М4, М6, М7, М10, М30, М33, М34, М35 и М36. Содержание углерода в них от 0,8 до 1,3 %. Количество молибдена составляет от 4,5 до 9 %. Различаются HSS сверла и содержанием хрома, ванадия и вольфрама. В составе сверла типа М35 еще имеется кобальт и никель. Эти добавки позволяют обрабатывать стали с большой скоростью в условиях нагрева режущей кромки.
Высоколегированные изделия выпускаются десяти типов: М41, М42, М43, М44, М46, М47, М48, М50, М52 и М62. Имеют более сложный химический состав. Подвергаются термообработке, что позволяет эксплуатировать их при пониженных температурах. Обладают хорошей ударной вязкостью.
Условные обозначения, наносимые на хвостовик и область применения, указаны в таблице:
Особенности работы сверлами HSS
При выполнении операции сверления таким сверлом необходимо соблюдать режимы резания и технологию выполнения работ. Основные требования следующие:
На видео рассказывается о работе с некоторыми типами инструмента:
Просим тех, кто работал со сверлами HSS, поделиться опытом в комментариях к тексту, а также рассказать о применяемом инструменте, оборудовании, с помощью которых осуществлялась сверлильная операция, и особенностях сверления.
Эксперт по обработке металлов давлением
Поиск записей с помощью фильтра:
Условные обозначения и маркировка HSS-сталей
Узнать подробнее о материале, из которого выполнена оснастка, поможет существующая на нем маркировка. Выделяют несколько разновидностей:
HSS стали делятся на три группы:
Стали вольфрамовой группы сегодня практически не применяются из-за высокой стоимости вольфрама и его дефицита. Самыми распространенными являются сталь общего назначения Т1 и сталь с ванадием и кобальтом T15. Т15 применяются для инструментов, работающих в условиях высоких температур и износа.
Стали молибденовой группы в качестве главного легирующего элемента имеют молибден, хотя некоторые содержат равное или даже большее количество вольфрама и кобальта. Стали с повышенным содержанием ванадия и углерода являются стойкими к абразивному износу. Серия сталей начиная от М41 характеризуется высокой твердостью при работе на высоких температурах (красностойкостью). Молибденовые стали применяются также при изготовлении инструментов, работающих в «холодных» уловиях — накатных плашек, вырезных штампов. В таких случаях HSS стали закаляют до более низких температур для повышения ударной вязкости.
Режущий инструмент, изготовленный с содержанием вольфрама (W), будет обладать очень полезным для инструмента качеством — красностойкостью. Она позволяет инструментам сохранять острую режущую кромку и твердость при температурах красного каления (до 530°С). Кобальт еще больше увеличивает красностойкость и износостойкость HSS сталей.
Отличия HSS стали от углеродистой инструментальной
Углеродистые легированные и быстрорежущие стали различаются областью применения. Инструментальные легированные стали с высоким содержанием углерода маркируются литерой «У». Из этого материала изготавливается инструмент для деревообработки и резания полимерных материалов. Также сталь этой группы идёт на изготовление слесарного инструмента: спиральных свёрл, шаберов, напильников, ножовок.
Главные отличия инструментальной стали от быстрорежущей HSS заключаются в меньшем пределе прочности и повышенной зернистости, которая повышается даже при незначительном нагреве и закалке. В частности, предел прочности инструментальной стали заканчивается при температурном нагреве в +170/+200 градусов.
Углеродистые инструментальные стали не способны выдержать высокоскоростные режимы резания.
Советы по выбору
Чтобы выбрать нужное сверло, необходимо обратить внимание на важные моменты.
Часто сверла продаются наборами, например, с различным диаметром. Вопрос приобретения такого инструмента требует понимания, для каких целей требуется сверло и как много вариантов может быть использовано.
Легирование HSS сталей
Легированием называют ряд технологических процедур, которые необходимы для ввода в состав сплава различных примесей, способствующих улучшению химического состава. Легирование позволяет быстрорежущей стали сохранять твердость при высоких температурах. Легирование выполняется карбидообразующими элементами (вольфрам, молибден, ванадий, хром, кобальт, марганец, никель, титан), что существенно повышает красностойкость.
Лучшие эксплуатационные характеристики у сталей с присадкой кобальта, однако это самый дорогой элемент.
Главными задачами легирования являются:
Компонент, выбранный производителем для легирования, всегда указывают в маркировке. Обычно для этого используется первая буква названия легирующего элемента. Например, для марганца это «М», для вольфрама «В» и так далее.
Виды покрытий и напылений HSS стали
Для улучшения структуры стали и повышения эффективности инструмента используется специальное напыление. Покрытия повышают эксплуатационные характеристики и позволяют работать инструментом без использования смазывающе-охлаждающих жидкостей (СОЖ).
Популярные типы покрытий быстрорежущих сталей:
Области применения быстрорежущих сталей
Что делают из быстрорежущих сталей? Материал используют преимущественно для изготовления концевого инструмента, а также сменных твердосплавных насадок для токарных резцов.
Основные сферы применения быстрорежущих сталей на примере российских аналогов:
Маркировка зарубежных производителей полностью не раскрывает химический состав HSS стали, из которой изготовлен инструмент. Предполагается, что тот или иной инструмент предназначен для отведенных ему задач, описанных в каталоге, и этого должно быть достаточно. Остальные детали можно выяснить либо определив химический состав тем же портативным анализатором металлов или же опытным путем. Кроме того, такая маркировка удобна недобросовестному производителю, который может изготовить сверло из HSS стали, которая не будет отвечать необходимым требованиям, не смотря на то, что она быстрорежущая. Ниже описаны типичные маркировки, по которым можно частично определить материал, из которого изготовлен инструмент и область его применения.
HSS-R (иногда просто HSS) — обозначение на сверлах, прошедших роликовую прокатку и термическую обработку. Сверла имеют наименьшую стойкость.
HSS-G — обозначение на инструментах, изготовленных из HSS сталей, в которых режущая часть вышлифована CBN (кубическим нитридом бора). Инструменты повышенной стойкости и меньшим радиальным биением. Инструменты HSS-G — это самые распространенные режущие инструменты для решения стандартных задач.
HSS-E — инструменты из HSS стали типа М35 с добавлением кобальта. Применяются для работы по вязким и сложным материалам. Также встречатся такие обозначения как HSS Co 5 и HSS Co 8, которые указывают на точное содержание кобальта.
HSS-G TiN — поверхность инструмента с напылением нитрида титана. Благодаря такому покрытию поверхностная твердость повышается приблизителньо на 2300 HV, а термостойкость до 600°С.
HSS-G TiAlN — поверхность инструмента с напылением титан-алюминий-нитрида. Благодаря такому покрытию поверхностная твердость повышается приблизителньо на 3000 HV, а термостойкость до 900°С.
HSS-E VAP — VAP-инструменты благодаря своим свойствам применяются для обработки нержавеющих сталей (V2A и V4A). Способ получения поверхности инструмента подразумевает «выпаривание» оксидного неметаллического слоя. Это снижает налипание стружки заготовки на поверхность инструмента, которое приводит к поломке инструмента и низкому качеству обработанной поверхности. VAP-поверхность также улучшает адгезию СОЖ с поверхностью инструмента.
Что касается термина «Super HSS», он не является определенным и каждый производитель может вкладывать в него различные преимущества. Это могут быть как стали М50, так и высоколегированные специальные HSS стали.
Химический состав и характеристики
В зависимости от легирующих элементов стали HSS делятся на три основных группы:
Аналогами отечественных марок стали являются Р18, Р6М5 и другие сплавы Р, широко применяемые для изготовления инструментов.
HSS-стали с высоким содержанием вольфрама применяются редко по причине высокой стоимости. Наибольшее применение получили марки Т1 и Т15, первый относится к сплавам общего назначения, второй, помимо вольфрама, содержит ванадий и кобальт, что обеспечивает высокую стойкость к износу и работе в высокотемпературном режиме.
Стали группы М более доступны по цене и, соответственно, более распространены в современной металлообработке. Помимо молибдена, для легирования может использоваться ванадий, кобальт и вольфрам, что обеспечивает высокую стойкость к абразивному износу. При изготовлении инструментов с высокими требованиями к температурной стойкости используют марки стали начиная с М41.
Горячая твердость
При использовании режущих приспособлений в процессе работы происходит постоянное выделение тепла, при этом около 80% тратится на разогрев инструмента. Температура режущей кромки повышается и происходит отпуск материала, что влечет за собой понижение его твердости. Тем не менее быстрорежущая сталь сохраняет свои показатели даже при нагреве до 500-600оС.
Показатель, учитывающий временной промежуток, в период которого сталь сможет выдержать повышенную температуру, не меняя своих эксплуатационных характеристик. Завышенный показатель трения приводит к разогреву металла, от чего происходят изменения в кристаллической решетке. В результате некоторые свойства быстрорежущей стали существенно меняются.
Сопротивление разрушению
Материал, который применяют для изготовления режущего инструмента, должен обладать высокими механическими свойствами — сопротивлением хрупкому разрушению. Высокая прочность сплава обеспечивает режущему приспособлению стойкость к большому усилию, подаче и глубине резания, что в свою очередь приводит к повышению производительности процесса.
https://youtube.com/watch?v=l9e8zYP5RPA%3Ffeature%3Doembed%26wmode%3Dopaque
Улучшение характеристики изделий из HSS-сталей
Для придания твердости материала, стойкости к износу и устойчивости к коррозии поверхность инструментов подвергают дополнительной обработке. К таким методам относятся:
Суть химико-термической обработки заключается в проникновении различных химических элементов в атомную кристаллическую решетку железа при нагревании деталей из стали в среде, насыщенной необходимыми элементами.
Быстрорежущие легированные стали предназначены для производства металлорежущего инструмента, который используют при работе на высоких скоростях. HSS-сплавы отличаются способностью сохранения износостойкости и сопротивляемости к разрушению при повышенных температурах. Добавление в состав стали молибдена, вольфрама, кобальта и ванадия обеспечивает красностойкость и горячую твердость.
Виды HSS-сталей
HSS-стали бывают трех категорий:
Стали, относящиеся к вольфрамовой группе, в наше время не популярны в связи с завышенной стоимостью вольфрама.
Чаще всего применяют марку Т1 и сплав с добавлением кобальта и ванадия Т15. Сталь Т15 используют для производства инструмента, который нужен для работы при высоких температурах и повышенном износе.
Вольфрамовые стали
Не самая популярная разновидность. Связано это с тем, что вольфрам встречается достаточно редко и стоит дорого. Самые распространенные марки вольфрамовой стали Т1 и Т15. Второй содержит кобальт и ванадий, поэтому подходят для выпуска принадлежностей, к которым выдвигаются повышенные требования прочности и устойчивости к высоким температурам.
Молибденовые HSS-сверла
Основной легирующий компонент сталей этой группы — молибден. Также в разных количествах могут содержаться:
Самое широкое распространение получили HSS-сверла, изготовленные из следующих типов молибденовых быстрорежущих сталей.
Высоколегированные HSS-сверла
Для производства высоколегированных HSS-сверл (обладающих высокой ударной вязкостью и эксплуатируемых в холодных условиях), используют сплавы молибденовой группы, которые подвергают специальной термической обработке.
Особенности термической обработки
Результатом высокотемпературной обработки быстрорежущих сталей становится изменение структуры материала для получения определенных физико-механических свойств, требуемых при работе с данным инструментом.
Отжиг
HSS-сталь после процесса прокатки и ковки приобретает повышенную твердость и внутреннее напряжение. В связи с этим заготовки предварительно подвергаются отжигу. Отжиг снимает внутреннее напряжение материала, улучшает обрабатываемость и подготавливает ее для закалки.
Процесс отжига происходит при температуре около 850-900оС. Тем не менее следует опасаться излишнего повышения температуры и длительности выдержки, потому что сталь при этом может получить повышенную твердость. В связи с пониженной теплопроводностью сплава нагрев осуществляется медленно и равномерно.
Изделия загружают в печь при температуре 200-300оС, при этом увеличивают последующий нагрев со скоростью 150-200о/час. Процесс оканчивается медленным охлаждением: сначала в печи до 650оС, а затем до комнатной температуры на открытом воздухе.
Для защиты от обезуглероживания отжиг производят в закрытых ящиках с нейтральной средой.
Машиностроительные заводы небольшое количество заготовок подвергают изотермическому отжигу. Их нагревают до 880-900оС короткое время, а затем переносят в печь с температурой не выше 720-730оС на 2-3 часа. Для защиты от появления излишних внутренних напряжений заготовки охлаждают в печи до 400-450оС, а затем оставляют на открытом воздухе.
Обычный отжиг длится дольше, чем изотермический процесс. В последующем заготовки проходят механическую обработку, а затем инструмент подвергается окончательному процессу термической обработки — закалке и отпуску.
Закалка
Инструменты, выполненные из быстрорежущей стали, подвергаются закаливанию при температурах свыше 1300оС. После процесса закалки происходит многократный отпуск при 550-560оС. Такая температура необходима для растворения в аустените большого количества карбидов для получения высоколегированного аустенита.
При дальнейшем охлаждении получается высоколегированный мартенсит, который содержит большое количество вольфрама, ванадия и хрома. Мартенсит не распадается во время нагрева до 600оС, что придает быстрорежущей стали красностойкость.
Для получения высоких показателей красностойкости температура во время закалки должна быть очень высокой. Однако есть предел, при повышении которого в быстрорежущей стали начинается быстрый рост зерна и происходит оплавление.
Отпуск
Закаленная быстрорежущая сталь в обязательном порядке проходит процесс отпуска. При температуре 550-560оС проводится многократный процесс с промежутками по 1 часу. Цель отпуска заключается в превращении аустенита в мартенсит. Быстрорежущая сталь проходит два внутренних процесса:
В наше время чаще всего на заводах применяют процесс ускоренного отпуска стали, который проходит при повышенных температурах.
Классификация по размеру
Чтобы выбрать самое лучшее сверло и при этом не переплачивать, достаточно знать на какие размеры по длине принято разделять данные изделия. Если при сверлении металла не требуется изготовление глубоких отверстий, то приобретение слишком длинных моделей приведёт к перерасходу денежных средств.
Классифицировать свёрла по длине принято следующим образом:
При выполнении сверлильных работ различной глубины следует подбирать инструмент максимально подходящий для выполнения конкретной задачи.
Лучшие производители
Чтобы приобрести сверла и быть уверенным, что заявленные характеристики полностью соответствуют действительности, необходимо правильно выбрать производителя.
Фирмы, которые дорожат своей репутацией, не реализуют продукцию ненадлежащего качества. Поэтому при выборе свёрл по металлу следует отдавать предпочтения производителям, которые находятся на рынке длительное время.
Среди новичков, также могут быть достойные производители. Но чтобы узнать, что в продаже находится товар надлежащего качества необходимо совершить покупку, которая часто представляет собой «лотерею».
1. Bosch — изделия немецкой фирмы давно зарекомендовали себя только с положительной стороны. Несмотря на довольно высокую цену продукции, приобретая свёрла Bosch, можно не сомневаться в отменном качестве. Удобно и выгодно приобретать инструменты этой фирмы в комплекте.
Какой набор сверл не взять, в любом будет находиться только высочайшего качества изделия, которые прослужат многие годы, при условии правильного хранения и использования.
2. «Зубр» — отечественный производитель, продукция которого в соотношении цена-качество максимально оптимизирована. Приобрести продукцию этой фирмы можно как в единичном экземпляре, так и в виде набора. Последний вариант позволит существенно сэкономить денежные средства, несмотря на значительную стоимость комплекта.
3. Свёрла советского производства — эту категорию режущих инструментов, можно отнести к «вымирающему виду». При должном старании можно приобрести раритет, который отличается непревзойдёнными техническими характеристиками.
Область применения быстрорежущих сталей
Состав материала определяет область применения и рабочие характеристики. Инструменты, изготовленные из данного металла, способны выдержать длительную эксплуатацию.
Маркировка быстрорежущих сталей
Отличия между быстрорежущими инструментальными сталями определяются маркировкой:
Российский аналог стали HSS маркируется иным способом. Быстрорежущий сплав обозначается литерой «Р», что означает rapid steel. После основной марки указывают основной легирующий элемент, который используется для повышения технических характеристик:
Цифровые обозначения указывают на процентное соотношение химических элементов. Например, сталь HSS Р6М5. В этой марке стали 6% вольфрама и 5% молибдена.
Важно понимать, что во всех быстрорежущих сталях всегда присутствует хром, но в маркировке этот элемент не указывается.
Особенности изготовления и термообработки HSS сталей
При изготовлении быстрорежущих сталей применяют несколько технологий, при этом особое внимание уделяется проковке. Именно от прокованности зависит качество материала, а при недостаточной проковке – происходят процессы карбидной ликвации.
Для повышения эксплуатационных свойств и характеристик стали HSS проходят обязательную термическую обработку с использованием трёх базовых методик:
Отличия HSS стали от твёрдых сплавов
Твёрдые сплавы представляют собой композитные материалы, которые изготавливаются с использованием технологий порошковой металлургии. Основными компонентами являются карбиды вольфрама, титана, тантала. Жаропрочные стали обладают повышенной твёрдостью, и по этим параметрам они лучше быстрорежущих.
Однако твёрдые сплавы отличаются меньшей механической прочностью, поэтому повреждаются при значительных силовых и вибрационных нагрузках. Твердосплавный инструмент никогда не используют для резания и обработки на высоких скоростях. Более того, технология производства твёрдых сплавов дорогостоящая, что делает инструмент из этого материала нерентабельным.
Разновидности быстрорежущих сталей
По основному химическому элементу, который используется для легирования, быстрорежущие инструментальные стали делятся на 3 основные категории: молибденовые, вольфрамовые и высоколегированные. Рассмотрим действующую классификацию более детально.
Для обозначения этого типа стали используется литера «М». Материал содержит молибден, что делает инструмент пригодным для эксплуатации при низких температурах. Из молибденовой HSS стали изготавливают штампы и накатные плашки. Для увеличения ударной вязкости термообработка закаливанием проводится при низких температурах.
Таблица компонентного состава молибденовой инструментальной стали
Считаются дорогостоящими по причине дефицита вольфрама и его высокой стоимости. Эта инструментальная сталь маркируется литерой «Т». Среди выпускаемых видов сплавов этой группы реже всего используют Т1 и Т15.
Материал относится к сталям нормальной производительности, основная область применения которой – производство резцов, фрез и зенкеров. Компонентный состав стали регулируется требованиями ГОСТ и международными стандартами качества.
Таблица вольфрамовых HSS сталей
Многокомпонентные составы, отличающиеся повышенной стойкостью к изгибу и кручению. Из преимуществ можно выделить равномерное перераспределение карбидов, что обеспечивает хорошую теплостойкость и отличную механическую прочность после закалки.
Целевое назначение – производство метчиков, резцов для обработки высокопрочных сплавов с высокой скоростью резания, сверл, фрез. Для маркировки сплава используется литера «М».
Таблица соотношения легирующих компонентов и присадок в высоколегированных HSS сталях
No comment