03.01.2022 Автор: VT-METALL
Из этого материала вы узнаете:
- История создания быстрореза
- Характеристики быстрорежущих сталей
- Марки и разновидности быстрорежущей стали
- Производство быстрорежущих сталей и их обработка
- Область использования быстрорежущей стали
- Область применения различных марок быстрорежущих сталей
Всевозможных металлов, обладающих разными характеристиками и свойствами, существует на рынке огромное количество. Быстрорежущая сталь относится к инструментальному типу, так как ее используют в производстве режущего инструмента. Она дает возможность разрезать металл на очень больших скоростях и под действием высокой температуры.
Свойства и особые характеристики быстрорезов позволяют применять их для изготовления инструментов повышенной прочности для самого разного использования. Другие особенности этого сплава описаны ниже.
История создания быстрореза
Назначение быстрорежущей стали определилось в ходе исторического процесса. До того как появились быстрорезы, мастерами использовались обычные резцы из стали. Они не так хорошо подходили для обработки деталей из дерева и изделий из цветных металлов. Основная проблема, связанная с обтачиванием таким инструментом, – это медлительность процесса. Также режущая деталь быстро приходит в негодность и достигает высокой температуры.
VT-metall предлагает услуги:
Быстрорежущая сталь стала настоящим открытием для мастеров. Она появилась в 1858 году, когда удалось открыть сплав из вольфрама и марганца. Химические элементы идеально подходили в качестве легирующих. На протяжении XXI века ученые искали варианты с улучшенными характеристиками. Особых успехов удалось достичь именно в прочности материала.
В результате скорость обработки деталей стала в разы больше, как и производительность металлорежущих станков.
В XX столетии самозакаливающимися составами успешно заменили вольфрамовые. В наши дни самыми эффективными считаются безвольфрамовые соединения.
Характеристики быстрорежущих сталей
В результате появляется вопрос о том, какая сталь быстрорежущая? Из всего ее многообразия таковыми можно считать лишь сплавы, в которых содержится много легированных добавок. Разные химические элементы способны значительно изменить свойства металла.
Если говорить об основных качествах стали, это в первую очередь повышение твердости сплава. Такое свойство определяется целью материала – создание условий, при которых металл сможет работать на более высокой скорости. Сталь должна сохранять свои качества даже при сильном трении, которое появляется в процессе резания. Иначе материал будет непригоден для производства.
Другие свойства быстрорежущей стали:
- Удержание высокого уровня стойкости даже при большой температуре.
Устойчивость объясняется способностью инструмента действовать без изменения характеристик. Любые преобразования могут привести к ухудшению качества результата, поэтому важно сохранять первоначальный баланс. Например, изменения, связанные с кристаллической решеткой, в результате приводят к чрезмерному трению и нагреву металла. Затем твердость материала снижается, а пластичность, наоборот, становится выше. Износ такого инструмента произойдет гораздо быстрее, чем в условиях верной эксплуатации. - Прочность.
Твердость быстрорежущей стали связана с ее применением. Часто материал используют для резки заготовок либо обработки деталей. Результаты исследований свидетельствуют о том, что сталь высокого качества сохраняет свои характеристики при температуре до +6 000 °С. Если же качество стали обычное, то твердость будет меньше, чем у любого другого углеродистого металла. - Повышенная устойчивость, за счет которой стальной инструмент трудно разрушить.
Для такого металла недопустимы хрупкость и гибкость, так как он работает на достаточно большой скорости. Благодаря устойчивости сталь также можно использовать с высоким показателем подачи. Это приведет к большей глубине резания.
Область использования быстрорежущей стали
Резцы из быстрорежущей стали могут использоваться для разных инструментов. В основном, это сверла и фрезы небольшого размера. С помощью данных инструментов проводят обработку материалов, из которых создают конструкции, детали машин и некоторых сооружений. Область применения способны расширить примеси.
Например, с вольфрамом сталь становится пригодной для нарезания зубьев или резьбы. Инструмент с добавлением ванадия используют для создания приспособлений, способных сделать чистовую обработку материала. С кобальтом можно обрабатывать металл с антикоррозионными и жаропрочными свойствами.
И фрезы, и сверла из быстрорежущей стали должны быть устойчивыми к разным температурам и износу. Но есть и ряд дополнительных требований, которые способны повысить качество стали. В первую очередь это способность сопротивляться коррозии, а также сохранять первоначальные габариты и форму даже при высокой скорости работы.
Не менее важна устойчивость к динамическим нагрузкам. Для марок инструментальной быстрорежущей стали характерно сопротивление высоким температурам от +600 °С до +6 400 °С. Эти параметры позволяют их использовать для создания фрез, метчиков, протяжек, резцов, пил и зенкеров.
Рекомендуем статьи
- Виды сварных швов: разбираемся в классификации и особенностях
- Производство изделий из металла: технологии, преимущества, поэтапный контроль
- Сварка плавлением: где применяется и как производится
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое
Предельные отклонения ширины рабочей части шпоночных долбежных резцов должны соответствовать указанным в таблице.
| Ширина шпоночного паза | Предельное отклонение для полей допусков на ширину шпоночного паза | |
| От 3 до 6 | +0,015 | +0,055 |
| +0,005 | +0,045 | |
| Св. 6 до 10 | +0,020 | +0,065 |
| +0,010 | +0,055 | |
| Св. 10 до 20 | +0,025 | +0,075 |
| +0,015 | +0,065 | |
(Измененная редакция, Изм. N 5).
Область применения различных марок быстрорежущих сталей
| Марка быстрорежущей стали | Область применения и основные характеристики марки |
| Р9 | Чаще всего используют с инструментами несложной формы, которая не потребует длительной шлифовки. Также подойдет для конструкционных материалов. Сталь обладает пониженной производительностью шлифования, но при этом более высокой пластичностью в сравнении с другими марками. Характеристика делает ее пригодной для применения метода пластической деформации. |
| Р18 | Данный вид стали имеет высокую технологичность. Благодаря эксплуатационным качествам сфера применения достаточно широкая. Обработке поддадутся почти все виды обычных конструкционных материалов. Шлифуемость на высоком уровне |
| Р12 | Область применения практически такая же, как и в случае с быстрорежущей сталью Р18. Однако производительность шлифовки ниже, чем у Р18 |
| 10Р6М5 | Пригодна для обработки инструментов режущего характера и работающих с ударными нагрузками. Спектр закалочных температур меньше, чем в случае с Р18. Вероятность обезуглероживания повышенная |
| Р6М5 | Характеристики аналогичны марке 10Р6М5. Отличие состоит в меньшей твердости, но при этом большей прочности |
| Р6М5Ф3 | Шлифуемость невысокая. Используется в обработке разверток, фасонных резцов, конструкционных сталей (при условии среднего режима резания), протяжек, получистовых и чистовых инструментов |
| Р12Ф3 | На средней скорости резания возможна обработка получистовых и чистовых инструментов, а также абразивных материалов. Хорошая альтернатива для марок Р14Ф4 и Р6Ф5, так как шлифуемость выше, а остальные характеристики почти одинаковы |
| Р9Ф5, Р14Ф4 | Шлифуемость невысокая. Используют с инструментами несложной формы, которые не потребуют длительной шлифовки. Отлично покажет себя в обработке абразивных материалов и чистовых инструментов с небольшими сечениями среза |
| Р9М4К8, Р6М5К5 | Марки выдерживают высокие температуры, поэтому подойдут для жаропрочных материалов. Шлифуемость немного пониженная |
Совокупность видов металлических изделий включает в себя такие формы, как полоса, листовой прокат, круг и квадрат. На практике наиболее часто используется круг. Квадрат предназначен для создания ножей, электрорубанков и токарных резцов. Каждая составляющая сортамента имеет свою специфику, поэтому для надежности следует проконсультироваться со специалистом.
Таким образом, удалось выяснить, что означает быстрорежущая сталь и твердый сплав, какие характеристики и особенности имеет сталь, а также как расшифровать ее маркировку. Область применения марок также была приведена, а более подробную информацию можно получить в профильных компаниях. Они подберут материал с такими качествами, которые окажутся наиболее оптимальными именно для вашей ситуации. Также будут представлены необходимые условия производства и термообработки быстрорежущей стали, которые обеспечат ее высокое качество.
II. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
2.1. Контроль внешнего вида осуществляется визуально при помощи лупы увеличения 4 по ГОСТ 25706.
2.2. Контроль параметров резцов проводят средствами контроля, имеющими погрешности измерения не более:
при контроле линейных размеров — значений, указанных в ГОСТ 8.051;
при контроле угловых размеров — 35% допуска на проверяемый угол;
при контроле формы и расположения поверхностей — 25% допуска на проверяемый параметр.
2.3. Контроль параметров шероховатости поверхностей резцов осуществляют сравнением с образцами шероховатости по ГОСТ 9378 или контрольными образцами, имеющими значения параметров шероховатости поверхностей не более указанных в п.6.
2.4. Контроль твердости (п.3) осуществляют в соответствии с ГОСТ 9013 приборами ТР по ГОСТ 23677.
2.5. Испытания резцов на работоспособность, средний и установленный периоды стойкости должны проводиться на токарных, строгальных и долбежных станках, соответствующих установленным для них нормам точности и жесткости.
2.6. Испытания резцов проводят на заготовках из стали марки 45 по ГОСТ 1050 твердостью 187-207 НВ с охлаждением 5% раствором эмульсола в воде с расходом не менее 5 л/мин.
2.6.1. Вершины резцов устанавливают по линии центров станка с допустимыми отклонениями не более, мм:
| 14 | для точения наружных поверхностей; | ||
| +1,0 -0,5 | для точения внутренних поверхностей; | ||
| -1,0 | для отрезки и прорезки. | ||
2.6.2. Вылет режущей части резцов из резцедержателя не должен превышать:
| (1,2-1,3)Н | для точения наружных поверхностей; | ||
| длины оттянутой части резца | для точения внутренних поверхностей; | ||
| длины узкой части резца | для прорезки и отрезки; | ||
| Н | для строгания и долбления прямыми резцами; | ||
| 2Н | для строгания изогнутыми резцами. | ||
2.7. Поверхности заготовки для испытаний должны быть предварительно обработаны до параметра шероховатости 12,5 мкм, допуск радиального биения 0,1 мм.
2.8. Испытания резцов на работоспособность, средний и установленный периоды стойкости проводят на режимах, установленных в табл.3-5.
Таблица 3
| Тип резца | Сечение резца НхВ, мм | Режим резания | ||
| , мм | , мм/об | , м/мин | ||
| Проходные и подрезные | 4х4 | 1 | 0,2 | 45 |
| 6х6 | ||||
| 8х8 | ||||
| 10х10 | ||||
| 12х12 | ||||
| 16х10 | ||||
| 16х16 | 2,5 | 0,3 | 32 | |
| 20х12 | ||||
| 20х20 | ||||
| 25х16 | 0,4 | 28 | ||
| 32х20 | ||||
| 40х25 | 5 | 0,5 | 22 | |
| Расточные | 12х12 | 1,0 | 0,15 | 38 |
| 16х16 | ||||
| 20х20 | 1,5 | 0,2 | 32 | |
| 25х25 | 2,0 | 0,3 | 28 | |
| Отрезные и прорезные | 4х4 | — | 0,06 | 40 |
| 6х6 | ||||
| 8х8 | ||||
| 10х10 | 0,08 | 36 | ||
| 12х12 | ||||
| 16х10 | ||||
| 16х16 | 0,1 | 30 | ||
| 20х12 | ||||
| 25х16 | 0,15 | 27 | ||
| 32х20 | ||||
Таблица 4
| Тип резца | Сечение резца НхВ, мм | Режим резания | ||
| , мм | , мм/дв. ход | , м/мин | ||
| Строгальный, проходной и подрезной | 20х12 | 1,0 | 0,6 | 30 |
| 25х16 | ||||
| 32х20 | ||||
| 40х25 | 1,0 | 27 | ||
| 50х32 | ||||
| 63х40 | 2,0 | 2,0 | 21 | |
| Проходной чистовой широкий | 20х12 | 0,9 | 1,7 | 15 |
| 25х16 | ||||
| 32х20 | ||||
| 40х25 | 1,0 | 4,7 | 11 | |
| 50х32 | ||||
| 63х40 | ||||
| Отрезной и прорезной | 20х12 | — | 0,15 | 20 |
| 25х16 | 0,18 | 16 | ||
| 32х20 | ||||
| 40х25 | 0,30 | 12 | ||
| 50х32 | ||||
| Долбежный проходной | 20х12 | 1,6 | 0,5 | 30 |
| 25х16 | ||||
| 32х20 | 2,8 | 0,8 | 20 | |
| 40х25 | ||||
| 50х32 | ||||
| Прорезной для шпоночных пазов | 16х10 | — | 0,12 | 11 |
| 20х12 | ||||
| 20х20 | 0,15 | 10 | ||
| 25х16 | ||||
| 25х25 | ||||
| 32х20 | 0,18 | 8,0 | ||
| 32х32 | ||||
| 40х25 | 0,23 | 7,0 | ||
| 40х40 | ||||
| 50х32 | ||||
| 63х40 | ||||
Таблица 5
| Тип резца | Шаг резьбы , мм | Число проходов | Скорость резания , м/мин | |
| черновых | чистовых | |||
| Резьбовой для наружной метрической резьбы | До 3 | 5 | 3 | 33 |
| Св. 3 до 6 | 6 | 20 | ||
| Для внутренней метрической резьбы | До 3 | 8 | 4 | 29 |
| Св. 3 до 6 | 20 | |||
| Для наружной трапецеидальной резьбы | До 6 | 12 | 9 | 24 |
| Св. 6 до 12 | 33 | 8 | 21 | |
| Св. 12 до 24 | 39 | 10 | 15 | |
| Для внутренней трапецеидальной резьбы | До 6 | 14 | 22 | |
| Св. 6 до 12 | 41 | 20 | ||
| Св. 12 до 16 | 45 | 11 | 16 | |
2.9. После испытаний на работоспособность на режущих кромках резцов не должно быть выкрошенных мест, следов деформации стержня и сварного шва и они должны быть пригодны для дальнейшей работы.
2.10. Приемочные значения среднего и установленного периодов стойкости должны быть не менее 35 мин и 16 мин.
Разд. II. (Измененная редакция, Изм. N 5).
