Сталь инструментальная быстрорежущая: Быстрорежущие стали (быстрорез): марки, свойства, маркировка

← Вернуться в оглавление

БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ

  Теплостойкие стали высокой твердости, называемые быстрорежущими или быстрорезами, – группа высоколегированных инструментальных сталей, которые благодаря составу и специальным режимам термообработки на вторичную твердость имеют очень высокое иносо-  и красностойкость(до 550 – 600°С). Они сочетают теплостойкость (600-700˚С) с высокой твердостью (HRC 63-70) и повышенным сопротивлением пластической деформации. В результате применениябыстрорежущих сталей стало возможным  увеличить скорость резания в 2-4 раза (а более новых сталей с интерметаллидным упрочнением даже в 5-6 раз) и повысить стойкость инструментов в 10-40 и более раз по сравнению с получаемыми для инструментов из нетеплостойких сталей. Эти преимущества  проявляются при резании: с повышенной скоростью, т.е. в условиях нагрева режущей кромки, или при меньшей скорости, но с высоким давлением. Для понимания особенностей свойств и области использования их важно, что снижение их твердости на HRC 2-4 по сравнению с получаемой максимальной может сопровождаться ухудшением вязкости, прочности и износостойкости. Быстрорежущая сталь необходима в использовании в состоянии высокой твердости и при работе без больших динамических нагрузок. 

  Теплостойкость быстрореза создается специальным легированием и закалкой с очень высоких температур: 1200-1300˚С. Основные легирующие элементы – вольфрам или вольфрам вместе с молибденом. Многочисленные быстрорежущие стали целесообразно различать по главному свойству: умеренной, повышенной и высокой теплостойкости. Стали умеренной и повышенной теплостойкости имеют относительно высокое содержание углерода (≥0,6-0,7%) и одинаковую природу упрочнения; вторичная твердость создается выделением карбидов при отпуске.

   Быстрорежущая сталь умеренной теплостойкости сохраняют твердость HRC 60 после нагрева (4ч) до 615-620˚С. Они пригодны для резания сталей и чугунов с твердостью до HB 250-280, т.е. большинства конструкционных материалов, и используются наиболее широко (78-80% от общего производства быстрорежущих сталей). Характерными представителями этой группы являются стали Р18 и более рационально легированные: вольфрамовые (сталь Р12) и вольфрамомолибденовые (сталь Р6М5).

   Стали повышенной теплостойкости имеют высокое содержание или углерода (азота) или же их легируют дополнительно кобальтом. Они сохраняют твердость HRC 60 после нагрева 630-650˚С. Стойкость инструментов при правильном использовании этих сталей в 1,5-4 раза выше, чем у сталей умеренной теплостойкости.

   Стали высокой теплостойкости сохраняют твердость HRC 60 после нагрева 700-730˚С. Природа их упрочнения принципиально другая – за счет выделения интерметаллидов. Эти стали при правильном назначении, например для резания многих труднообрабатываемых материалов, обеспечивают повышение стойкости в 10-15 и более раз.

  Маркировка быстрорежущих сталей:

  Число после буквы «Р» указывает на среднее содержание вольфрама (в процентах от общей массы, буква В пропускается). Затем после букв М, Ф и К указывают процент молибдена, ванадия и кобальта.

1.Химический состав быстрорежующих сталей (ГОСТ 19265-73)

  По составу быстрорежущая сталь делится на фольфрамовую (Р9, Р12, Р18, Р18Ф2), высокованадиевую (Р9Ф5, Р14Ф4), кобальтовую (Р9К5, Р9К10), кобальтованадиевую (Р10К5Ф5, Р18К5Ф2). Находят также применение малолегированные быстрорежущие стали Р7Т, вольфрамомолибденовые (Р6М3 и Р6М5Ф, кобальтованадиевые Р6М3К5Ф2, Р9М4К5Ф2 и Р18К8Ф2М и др.

2.Химический состав быстрорежующих сталей (негостированные)

   Сортамент выпускаемых быстрорежущих сталей:

прутки горячекатаные и кованные – круглые и квадратные, полоса;

прутки круглые повышенной отделки поверхности и повышенной точности размеров;

холоднокатаная лента.

3.Основные свойства быстрорежущих сталей в исходном состоянии поставки 

Назначение быстрорежущих сталей

  Применяются для производства металлорежущего инструмента, рассчитанного на высоскоростной режим резания. Легирование быстрорежущих сталей вольфрамом, молибденом, ванадием и кобальтом обеспечивает твердость и жаростойкость стали.

  Маркировка быстрорежущих сталей:

  Число после буквы «Р» указывает на среднее содержание вольфрама (в процентах от общей массы, буква В пропускается). Затем после букв М, Ф и К указывают процент молибдена, ванадия и кобальта.

↑ В начало страницы

← Вернуться в оглавление

Быстрорежущая сталь является подмножеством инструментальных сталей, широко используемых в насадках и режущем инструменте. Они часто используется в рабочих пилах и сверлах. Они превосходят высоко углеродистые стали, инструменты широко используются и могут выдерживать более высокие температуры, не теряя своего свойства (твердости). Это свойство позволяет осуществлять процесс резания быстрее, чем высокоуглеродистые стали, отсюда и название быстрорежущие стали. При работе в комнатной температуре, обычно рекомендуется термическая обработка, HSS классы обычно проявляют высокую твердость (свыше HRC 60) и высокую стойкость к истиранию (как правило, это связано с ванадиевым содержанием которое часто используется в HSS) по сравнению с общим содержанием углерода инструментальных сталей.

История
Несмотря на развитие современных быстрорежущей стали их использование началось во второй половине 19-го века, существует документальное свидетельство подобного сорта стали, производимой ранее. Они включают в себя закаленные стали в Китае в 13 веке до нашей эры, булат стали производятся в Индии около 350 г. до н.э. и производство в Дамаске и японские слоистые лезвия 540г н.э. и 900 г. н.э..

В 1868 году английский металлург Роберт Forester Mushet разработал Mushet стали, которые считаются предшественниками современной быстрорежущей стали. Они состояли из 2% углерода (C), 2,5% марганца (Mn), и 7% вольфрама (W). Основным преимуществом этой стали было то, что они закаленные, когда воздух охлаждается от температуры, при которой большинство сталей должны были гасится для закаливания. В течение следующих 30 лет наиболее изменением стала замена марганца (Mn) с вольфрамом (W).

В 1899 и 1900 году, Фредерик Уинслоу Тейлор и Maunsel Белый, работая с командой помощников в компании Bethlehem Steel в Вифлееме, штат Пенсильвания, США, провели серию экспериментов с термической обработкой существующих высококачественных инструментальных сталей, таких как Mushet сталь. нагревая их до значительно более высоких температурах, что, как правило, считается желательным в металургической отрасли. Их эксперименты были характерны научным иследованием в том, что различные комбинации были изготовлены и испытаны, не считаясь с общепринятым или алхимическим рецептам, а и с подробным записями должны храниться в каждой партии. В результате был произведен процесс термической обработки, который превратил существующие сплавы в новый вид стали, который может сохранять свою твердость при высоких температурах, что позволяет работать на гораздо более высоких скоростях, и каналах и глубины резания при обработке.

Быстрорежущие стали относится к многокомпонентных сплавам системы, где представлены компоненты хрома, вольфрама, молибдена, ванадия, или кобальта. Как правило, компоненты присутствует в избытке 7%, наряду с более чем 0,60% углерода. (Тем не менее, их легирование не только придают жесткости сохраняя свойства, они также требуют соответствующей высокотемпературной термической обработки). 

Кроме того около 10% вольфрама и молибдена в общей сложности максимально эффективно твердость и прочность сталей высокой скоростью и сохраняет эти свойства при высоких температурах которые генерируются при резке металлов.

Быстрорежущей стали в вольфрамо-молибденового серии. Карбиды в нем малы и равномерно распределены. Сталь имеет высокую износостойкость. После термообработки, твердость такая же, но его прочность при изгибе может достигать 4700 МПа, и ее прочность и термопластичность выше на 50%. Это обычно используется для изготовления различных инструментов, таких, как сверла, метчики и развертки. Его чувствительность обезуглероживания немного высоки.

Молибден является высокой скорости легированной стали с дополнительными 8% кобальта. Сталь широко используется в производстве металлов из-за ее превосходной твердости по сравнению с более традиционными быстрорежущеми сталями, что обеспечивает более короткий цикл в производственных средах за счет более высокой скорости резки, или с увеличением времени между инструментом изменения. Сталь также менее склонна к сколам при использовании для прерывистого резания и имеет меньшию стоимость по сравнению с тем же инструментом из карбида. Инструмент сделан из кобальта-подшипников быстрорежущей стали часто могут быть обозначены буквами HSS-Co.

Для увеличения срока службы инструменты из быстрорежущей стали иногда покрываются специальным покрытием. Одним из таких покрытий TiN ( нитрид титана). Большинство покрытий как правило, увеличивают твердость инструмента и/или смазывающие. Покрытие позволяет переднию часть инструмента чисто проходит через материал, не имея материальной к нему. Покрытие также помогает снизить температуру, связанные с процесса резки и увеличивает срок службы инструмента.

Основное применение быстрорежущей стали продолжает находиться в производстве различных режущих инструментов: сверла, протяжки, фрезы, насадки, зубчатые ножи, резцы, пилы и т.д.

Быстрорежущая сталь также используется на рынке в хороших ручных инструментах, где относительна хорошая ударная вязкость при высокой твердости, в сочетании с высокой стойкости к истиранию, сделали их пригодными для применения при низкой скорости требующих прочных острые края лезвия, такие как стаместки, зубила, ножи, мечи. 60—62) и износо­стойкостью, т. е. способностью длительное время сохранять ре­жущие свойства кромки в условиях трения.

Чем больше твердость обрабатываемых материалов, толще стружка и выше скорость резания, тем больше энергия, затрачи­ваемая на процесс обработки резанием. Механическая энергия переходит в тепловую. Выделяющееся тепло нагревает резец, деталь, стружку и частично рассеивается. Поэтому основным требованием, предъявляемым к инструментальным материалам, является высокая теплостойкость, т. е. способность сохранять твердость и режущие свойства при длительном нагреве в процессе работы. По теплостойкости различают три группы инструменталь­ных сталей для режущего инструмента: нетеплостойкие, полу­теплостойкие и теплостойкие.

При нагреве до 200—300 °С нетеплостойких сталей в процессе резания углерод выделяется из мартенсита закалки и начинается коагуляция карбидов цементитного типа. Это приводит к потере твердости и износостойкости режущего инструмента. К нетепло­стойким относятся углеродистые и низколегированные стали. Полутеплостойкие стали, к которым относятся некоторые средне-легированные стали, например 9Х5ВФ, сохраняют твердость до температур 300—500 °С. Теплостойкие стали сохраняют твер­дость и износостойкость при нагреве до температур 600 °С.

Углеродистые и низколегированные стали имеют сравнительно низкую теплостойкость и невысокую прокаливаемость, поэтому их используют для более легких условий работы при малых скоростях резания. Быстрорежущие стали, имеющие более высо­кую теплостойкость и прокаливаемость, применяют для более тяжелых условий работы. Еще более высокие скорости резания допускают твердые сплавы и керамические материалы. Из суще­ствующих материалов наибольшей теплостойкостью обладает нитрид бора — эльбор, Эльбор позволяет обрабатывать материалы высокой твердости, например закаленную сталь, при высоких скоростях.

2. Углеродистые стали

Углеродистые инструментальные стали маркируются буквой У, а следующая за ней цифра показывает содержание углерода в де­сятых долях процента. Для изготовления инструмента применяют углеродистые качественные стали марок У7-— У13 и высококаче­ственные стали марок У7А—У13А. Высококачественные стали содержат не более 0,02 % серы и фосфора, качественные — не более 0,03 %.
По назначению различают углеродистые стали для работы при ударных нагрузках и для статически нагруженного инструмента.
Стали марок У7—У9 применяют для изготовления инстру­мента при работе с ударными нагрузками, от которого требуется высока
я режущая способность (зубила, клейма по металлу, де­ревообделочный инструмент, в частности пилы, топоры и т. д.).
Стали марок У10—У13 идут на изготовление режущего ин­струмента, не испытывающего при работе толчков, ударов и обладающего высокой твердостью (напильники, шаберы, острый хирургический инструмент и т. п.). Из стали этих марок иногда изготавливают также простые штампы холодного деформиро­вания.
Углеродистые доэвтектоидные стали после горячей пластиче­ской обработки {ковки или прокатки) и последующего охлажде­ния на воздухе имеют структуру, состоящую из пластинчатою перлита и небольшого количества феррита, а заэвтектоидные стали — пластинчатого перлита и избыточного цементита, кото­рый обычно образует сплошную или прерывистую сетку но гра­ницам бывших зерен аустенита.
Термическая обработка углеродистых инструментальных ста­лей состоит из двух операций: предварительной и окончательной обработок.
Предварительная термическая обработка сталей заключается в отжиге при 740—760 °С, цель которого — получить микрострук­туру, состоящую из зернистого перлита — псевдоперлита, так как при такой микроструктуре после последующей закалки полу­чаются наиболее однородные свойства. Кроме того, при такой структуре облегчается механическая обработка инструмента.
Окончательная термическая обработка состоит из закалки и низкого отпуска. Закалку проводят в воде от 780—810 °С, т. е, с температур, для доэвтектоидных сталей лежащих несколько выше Лс3, а для заэвтектоидных — лежащих ниже Аст.

Углеродистые стали имеют очень высокую критическую ско­рость закалки — порядка 200—300 °С/с. Поэтому недопустимо даже малейшее замедление охлаждения при закалке, так как это может привести к частичному распаду аустенита при темпе­ратурах перлитного интервала и, как следствие, к появлению мягких пятен. Особенно быстро протекает распад аустенита в уг­леродистых сталях при температурах, близких к 500—550 °С, где он начинается почти мгновенно, протекает чрезвычайно ин­тенсивно и в течение нескольких секунд полностью заканчива­ется.
Поэтому только инструменты малого диаметра могут после закалки в воде прокаливаться насквозь. Однако при этом в них возникают большие внутренние напряжения, которые могут вы­звать существенные деформации.
Инструменты, имеющие крупные размеры, при закалке в воде и в водных растворах солей, кислот и щелочей, охлаждающая способность которых выше, чем воды, закаливаются на мартенсит лишь в тонком поверхностном слое. Структура же глубинных зон инструментов представляет собой продукты распада аустенита в перлитном интервале температур. Сердцевина инструментов, имеющая такую структуру, является менее хрупкой по сравне­нию с мартенситной структурой. Поэтому инструменты, имеющие такую сердцевину, лучше переносят толчки и удары по сравнению с инструментами, закаленными насквозь на мартенсит.
Углеродистые стали наиболее целесообразно применять для инструментов небольшого сечения (до 5 мм), которые можно зака­ливать в масле и достигать при этом сквозной прокаливаемости, а также для инструментов диаметром или наименьшей толщиной 18—25 мм, в которых режущая часть приходится только на по­верхностный слой, например напильники, зенкера, метчики.
Углеродистые инструментальные стали отпускают при тем­пературах не более 200 °С во избежание снижения твердости. Твердость окончательно термически обработанного инструмен­та из углеродистых сталей обычно лежит в интервале НВ.С 56—64. 
Достоинствами углеродистых инструментальных сталей яв­ляются низкая стоимость, хорошая обрабатываемость давлением и резанием в отожженном состоянии.
Их недостатками являются невысокие скорости резания, ограниченные размеры инструмента из-за низкой прокаливаемо-сти и его значительные деформации после закалки в воде.

3. Легированные стали

Низколегированные стали для режущего инструмента (13Х, 9ХС) также не обладают высокой теплостойкостью и обычно при­годны для работы при температурах не более 200 — 250 <:С. Сред-нелегированные стали типа 9Х5ВФ, 8Х4ВЗМЗФ2 имеют более высокую теплостойкость (300 — 400 !’С). В отличие от углероди­стых легированные стали обладают большей устойчивостью пере­охлажденного аустенита, следовательно большой прокаливае-мостью и несколько более высокой износостойкостью.
Их можно закаливать в масле до критического диаметра 40 мм и более. Применение масла или горячих закалочных сред позво­ляет уменьшить деформацию и коробление инструмента. Он может иметь большее сеченне, а благодаря меньшему коробле­нию — и большую длину.
Низколегированная сталь 13Х имеет сравнительно неглубо­кую прокаливаемость и рекомендована для инструментов диа­метром до 15 мм. Из этой стали изготавливают хирургический, гравировальный инструменты, лезвия безопасных бритв.
Стали 9ХС, ХВГ, ХВСГ используют для изготовления инстру­ментов крупного сечения: сверл, разверток, протяжек диаме­тром 60—80 мм (табл. 14, ГОСТ 5950—73).
Обычная термическая обработка легированных режущих ста­лей состоит из закалки от 830 — 870 «С в масле или ступенчатой закалки и отпуска при температуре 200 °С. Твердость после тер­мообработки составляет //ЯС 61 — 65. Если необходимо увели­чить вязкость, то температуру отпуска повышают до 200—300 (1С. Вследствие некоторого распада мартенсита твердость после этого снижается до Н=С 55—60.

Таблица 14. Химический состав некоторых легированных инструментальных сталей, %

4. Быстрорежущие стали

С увеличением скорости резания возрастают требования к тепло­стойкости стали. Этим требованиям в большей мере удовлетворяют быстрорежущие стали.

Таблица 15. Химический состав некоторых быстрорежущих сталей,

Быстрорежущие стали маркируют буквой Р (гарМ быстрый, скорый), цифры показывают среднее содержание вольфрама, являющегося основным легирующим элементом. Среднее содер­жание углерода и хрома во всех быстрорежущих сталях обычно составляет соответственно 1 и 4 %, поэтому эти элементы не указываются. Содержание остальных легирующих в целых про­центах указывается как обычно в цифрах, следующих за их буквенным обозначением.
Быстрорежущая сталь после закалки и отпуска имеет струк­туру высоколегированного отпущенного мартенсита с карбидами. Она сохраняет первоначальную структуру практически неизмен­ной при нагреве до 600—620 °С. Резцы из быстрорежущей стали позволяют увеличить скорость резания в 8—10 раз по сравнению с инструментом из углеродистых сталей УЮ—У10А.
Химический состав некоторых быстрорежущих сталей при­веден в табл. 15 (ГОСТ 19265—73).
Известно, что потери твердости при нагреве обусловлена в пер­вую очередь, коагуляцией выделившихся карбидов. Коагуляция карбидов в углеродистой и легированной сталях при температу­рах более 300 °С ведет к быстрой потере твердости. Теплостойкость быстрорежущих сталей обусловлена легированием их карбидо-образующими элементами вольфрамом, ванадием и молибденом в количествах, достаточных для связывания почти всего углерода в специальные карбиды. Они коагулируют при температурах более 600 °С.
Микроструктура быстрорежущей стали приведена на рис. 126. При затвердевании литой быстрорежущей стали образуется эвтек­тика, напоминающая ледебурит и располагающаяся по границам зерен. После ковки или прокатки сетка эвтектики подвергается дроблению с измельчением входящих в нее карбидов и более равномерным их распределением в основной матрице.
После прокатки или ковки быстрорежущую сталь подвергают изотермическому отжигу для уменьшения твердости и облегчения механической обработки. Сталь выдерживают при 740 °С до пол­ного превращения аустенита в перлито-сорбитную структуру.
Высокую теплостойкость инструмент из быстрорежущих ста­лей приобретает после закалки и многократного отпуска. При нагреве под закалку необходимо обеспечить максимальное раство­рение карбидов и получение высоколегированного аустенита. Такая структура увеличивает прокаливаемость и позволяет получить стали для изготовления режущего инструмента и быстроизнашивающихся деталей технологического оборудования.
Особо твердые инструментальные материалы созданы на основе нитрида бора и нитрида кремния. В них нет пластичной металли­ческой связки. Изделия из этих материалов изготавливают либо с помощью взрыва, либо в условиях сверхвысоких статических давлений и высоких температур. Изделия из нитридов бора и кремния используют в качестве материала иденторов (наконеч­ников) для измерения твердости тугоплавких материалов в интер­вале температур 700—1800 °С, как абразивный материал и в ка­честве сырья для изготовления сверхтвердых материалов, при­меняемых для оснащения режущей части инструментов для обработки закаленных сталей, твердых сплавов, стеклопластиков, цветных металлов. Они обладают высокой твердостью (НК.А 94—96), прочностью, износостойкостью, теплопроводно­стью, высокой стабильностью физических свойств и структуры при повышении температуры до 1000 °С. Их преимуществом является доступность и дешевизна исходного продукта, благо­даря чему они используются для замены вольфрамсодержащих твердых сплавов.
Для изготовления доводочных паст, шлифовальных кругов применяют абразивные материалы. Они представляют собой по­рошки, либо скрепленные связкой, либо нанесенные на гибкую основу — ткань или бумагу. Различают природные и искусствен­ные абразивные материалы. К природным относятся алмазы, гранаты, корунд; к искусственным — искусственные алмазы, гексагональный нитрид бора (эльбор), карборунд.

Что такое быстрорежущая сталь?

Определение быстрорежущей стали

Быстрорежущая инструментальная сталь представляет собой набор сплавов инструментальной стали, названных за их способность резать материалы быстрее, чем традиционные высокоуглеродистые стали, ранее использовавшиеся в режущих инструментах.Это происходит из-за исключительной твердости, стойкости к истиранию и устойчивости к размягчению при высоких температурах благодаря используемым легирующим металлам и термообработке. Мы следуем Американскому обществу испытаний и материалов в его определении быстрорежущей стали, как указано в Спецификации A600-79 — высокоуглеродистой стали, содержащей вольфрам и / или молибден, а также хром, ванадий и иногда кобальт.

Используемая термообработка также является важным компонентом того, что характеризует быстрорежущую сталь, поскольку ее мартенситная структура способствует ее высокой твердости.Это достигается аустенизацией почти до температуры плавления стали, затем закалкой в ​​солевой ванне или воздушным охлаждением и несколькими циклами отпуска для превращения любого оставшегося аустенита в мартенсит.

Хотя термин «быстрорежущая инструментальная сталь» описывает несколько сплавов, эти характеристики являются общими для всех из них:

• Высокое содержание сплава, в основном вольфрама или молибдена, с меньшими количествами хрома, ванадия и кобальта;
• Высокое содержание углерода — минимум 0,65% по весу, но обычно от 0.Содержание углерода от 8% до 1,5%;
• твердость по Роквеллу не менее 64 HRC при комнатной температуре;
• Процесс термообработки, при котором образуется большое количество сложных карбидов металлов, в основном карбидов вольфрама, молибдена и ванадия, взвешенных в стальной подложке, что обеспечивает твердость и износостойкость.

Общие марки и свойства быстрорежущей стали

Каждая оценка обозначается буквами T или M соответственно, а также уникальным номером, отличающим ее от других оценок. Несмотря на это название, все стали M-типа, кроме двух, также содержат некоторое количество вольфрама, а все T-типы, кроме одной, содержат некоторое количество молибдена; оба они образуют карбиды металлов, необходимые для достижения желаемых свойств. Спецификации ASTM существуют для 7 типов T и 17 типов M.

Основные легирующие элементы оказывают сильное влияние на свойства быстрорежущей стали, и различные марки были разработаны в результате обширных экспериментов.

• Вольфрам и молибден образуют карбиды, определяющие структуру быстрорежущей стали. Как правило, молибденовые стали имеют более высокую вязкость, в то время как вольфрамовые стали обладают более высокой твердостью в горячем состоянии — твердость сохраняется при очень высоких температурах.
• Ванадий улучшает износостойкость и жаропрочность инструментальных сталей за счет образования стабильных карбидов ванадия.Однако более высокая доля ванадия требует увеличения содержания углерода, чтобы противодействовать потере ударной вязкости. Стали с высоким содержанием ванадия используются для изготовления специальных режущих инструментов, где износостойкость и термостойкость имеют первостепенное значение.
• Хром добавлен в основном для улучшения закаливаемости и уменьшения повреждений от окисления во время термообработки.
• Включение кобальта улучшает горячую твердость быстрорежущих сталей, хотя также увеличивается и хрупкость.
• Следы включений кремния и серы находят свое применение в некоторых нишах, но, как правило, не оказывают существенного влияния на свойства стали.
• Содержание марганца и фосфора должно быть сведено к минимуму, поскольку эти элементы значительно увеличивают хрупкость стали и могут вызвать растрескивание во время закалки.

Обработка поверхности

Инструменты из быстрорежущей стали часто имеют глянцевую или черную оксидную отделку для использования с цветными или черными металлами соответственно. Также возможны другие покрытия и обработки. Азотирование приводит к диффузии азота в поверхность стали во время термообработки, в результате чего образуется цементированная поверхность, которая показывает более высокую износостойкость за счет твердости надреза.

Другой распространенной обработкой является нитрид титана (TiN) путем физического осаждения из паровой фазы, что значительно улучшает удержание кромок. Это в сочетании с более низким коэффициентом трения означает увеличенный срок службы и улучшенную обработку, хотя инструменты с покрытием TiN отрицательно реагируют с титаном или никелевыми сплавами.

Наши изделия из быстрорежущей стали

Мы производим и отгружаем продукцию из быстрорежущей стали в виде блочных листов, листов и закаленных круглых прутков различных размеров. В наш регулярный инвентарь входят быстрорежущие стали марок M2, M3, M4, M7 и M42.M2 широко считается отраслевым стандартом для быстрорежущих сталей, хорошо сбалансированных по ударной вязкости, стойкости к истиранию и жаропрочности для общего назначения, заменяя исходный сплав T1 в большинстве случаев применения из-за включения молибдена, улучшающего большинство свойств и более экономичного.

Вместо этого для более специфических применений используются другие марки HSS, обычно для лучшей износостойкости или жаропрочности. M3, M4 и M7 содержат повышенное содержание углерода и ванадия для повышения стойкости к истиранию и шлифуемости, а M42 обладает высоким содержанием кобальта, что придает ему исключительную жаропрочность.

Кроме того, мы производим несколько марок, используя запатентованный процесс металлургии твердых частиц, разновидность порошковой металлургии. Это включает в себя заливку расплавленного сплава через распылительное сопло и его распыление для получения крошечных капель стали, которые быстро охлаждаются до мелкого порошка, хранящегося в герметичных и обеззараженных капсулах.

Затем порошок подвергается горячему изостатическому прессованию — сочетание высокого давления и температуры, близкой к температуре плавления, — для его уплотнения. Это дает мелкозернистую однородную объемную структуру с равномерным распределением карбидов и небольшим выделением легирующих элементов или его отсутствием.Мы называем полученные сплавы металлическими частицами, обозначенными PM.

Наши частицы металлов включают стандартные марки M4, T15, M48 и A11 (в основном сталь на основе ванадия), а также PM 23, 30 и 60; они также включены в регулярную инвентаризацию. Мелкозернистая и однородная структура этих металлических частиц придает им высокую ударную вязкость и делает их исключительными для холодной обработки.

Области применения быстрорежущей стали

В целом быстрорежущая сталь отличается твердостью и стойкостью к истиранию, при этом различные марки отличаются ударной вязкостью, жаропрочностью или пониженной хрупкостью.В результате эти сплавы находят наибольшее применение в промышленных режущих инструментах — инструментальных битах, фрезах, пильных полотнах, сверлах, метчиках, протяжках и многом другом.

Инструменты, изготовленные из быстрорежущей стали, часто имеют острую кромку дольше, чем другие углеродистые стали, а разнообразие доступных марок и видов обработки поверхности обеспечивает возможности для специализированных применений. Эти продукты находят применение везде, от деревообработки до обработки высококачественных сплавов.

Хотя традиционно они не считаются режущими инструментами, пуансоны, штампы и другие компоненты в прогрессивной штамповке также могут быть изготовлены из быстрорежущей стали.Кроме того, свойства быстрорежущих сталей, в частности твердость и износостойкость, желательны для ручных инструментов, таких как долота, напильники, лезвия для ручных рубанков, кухонные и карманные ножи.

Обратитесь к Griggs Steel

Griggs является лидером отрасли в производстве быстрорежущих инструментальных сталей не только по качеству наших сталей, но и по доступности, быстрому реагированию и доставке, опыту в соответствии с ISO-9001 и преданному обслуживанию клиентов. Каждый заказ включает в себя сертификат качества, и мы готовы подтвердить его, вернув вам деньги, если наша быстрорежущая сталь выйдет из строя из-за дефектов.Свяжитесь с нами сегодня, чтобы запросить расценки и узнать больше о наших возможностях и их преимуществах.

О быстрорежущей стали (HSS), которую необходимо знать

Быстрорежущая сталь (HSS) — это инструментальная сталь с высокой твердостью, высокой износостойкостью и высокой термостойкостью. В народе ее еще называют сталью с закалкой на воздухе. Который может затвердеть при охлаждении на воздухе во время закалки. Его основная часть состоит из двух видов материалов. Такие как карбид металла и стальная подложка. Карбид металла, включая карбид вольфрама, карбид молибдена и карбид ванадия.Они улучшат прочность и износостойкость материала. И стальная подложка, которая распределяется по карбиду по всему периметру. Это повлияет на свойства материала. Сделайте его более прочным и способным поглощать удары и предотвращать скалывание. Красная твердость быстрорежущей стали высокая. И обладает отличной износостойкостью, хорошими технологическими характеристиками. Даже прочность и ударная вязкость самые лучшие для всех типов стали. Таким образом, он используется для изготовления сложных лезвий и металлорежущих инструментов с хорошей ударопрочностью.А также это отличный материал для холодной обработки пресс-форм, высокотемпературных пружин и т. Д.

Состав быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь изготавливается из элементов W, Mo, Cr, Co, V и др. А HSS — это высоколегированная сталь с высоким содержанием углерода. Его содержание углерода составляет около 0,7% -1,65%. И содержание сплава составляет около 10% -25%. Быстрорежущая сталь широко применяется во всех видах обрабатывающих режущих инструментов. Инструменты обычно имеют большие размеры, а среда во время работы — высокая скорость резания, большая нагрузка и высокая рабочая температура.Он также используется для изготовления основы форм для холодной и горячей обработки с целью обеспечения высокой износостойкости. Согласно GBT9943-2008, HSS можно разделить на три типа по характеристикам материала. Например, низколегированная быстрорежущая сталь (HSS-L), нормальная быстрорежущая сталь (HSS), высокоэффективная быстрорежущая сталь (HSS-E).

Свойства и применение быстрорежущей стали

W18Cr4V

Обладает большой жаропрочностью. Легко шлифуется и обрабатывается.Чувствительность к перегреву закалки мала, а жаропрочность выше, чем у легированной стали. Кроме того, он обладает хорошей прочностью и обрабатываемостью при 600 ℃. Но его карбид больше. Прочность и ударная вязкость снижаются по мере увеличения размера материала. Подходит только для изготовления обычных ножевых инструментов. Это не лучший материал для изготовления ножей большого размера и тонких лезвий. Широко распространено изготовление всевозможных режущих инструментов средней твердости. Такие как токарные инструменты, фрезы, протяжные инструменты и т. Д.А также могут быть изготовлены основы форм для холодной обработки, арматура, работающая при высоких температурах окружающей среды и т. Д.
W18Cr4V-Co5 Это кобальтовая быстрорежущая сталь. Обладает хорошей твердостью при высоких температурах. Износостойкость и закалочная твердость высокие. Твердость поверхности может достигать 64-66HRC. Это отличный материал для всех видов режущих инструментов для высокоскоростной резки с высокой твердостью. Такие как зубофрезерные станки, токарные инструменты, фрезы и обрабатывающие режущие инструменты для автоматических станков.

W18Cr4V2-Co8

Это также кобальтовая быстрорежущая сталь. Его жаропрочность и износостойкость лучше, чем у W18Cr4VCo5. Но стойкость ниже. Твердость закалки достигает 64-66HRC (твердость поверхности). Люди всегда используют его для изготовления фрез, токарных инструментов, фрез и т. Д.

W12Cr4V5-Co5

Это кобальтовая быстрорежущая сталь с высоким содержанием углерода и ванадия. Обладает большой износостойкостью и твердостью. И он обладает хорошей стойкостью к закалям и твердостью.Таким образом, ее срок службы больше, чем у другой быстрорежущей стали. Это идеальный выбор для труднообрабатываемого материала. Такие как высокопрочная сталь, сталь средней прочности, холоднокатаная сталь, легированная сталь и т. Д. Он также обычно используется для изготовления режущего механизма, резьбонарезного инструмента и основы для холодной обработки. Но не может использовать для изготовления сложных режущих инструментов с высокой степенью точности.

W6Mo5Cr4-V2

Обладает высокой жаропрочностью и твердостью. После закалки твердость поверхности может достигать 64-66HRC.Это молибденовая быстрорежущая сталь с низким содержанием вольфрама. Стоимость ниже чем W18Cr4V. И это одна из самых популярных быстрорежущих сталей. Обычно он используется для изготовления сверл, метчиков, матриц и т. Д.
CW6Mo5-Cr4V2 После закалки твердость поверхности, термическая стабильность, износостойкость лучше, чем у W6Mo5Cr4-V2. Но его прочность и ударная вязкость ниже, чем у W6Mo5Cr4-V2. Обычно люди используют его для изготовления ножей с высокой обрабатываемостью. Такие как протяжной инструмент, бит развертки и т. Д.

W6Mo5Cr4-V3

Карбид у него небольшой, распределяется прямоугольно. Также обладает хорошей пластичностью и прочностью. И износостойкость лучше, чем у W6M05Cr4V2. Но измельчаемость плохая и легко поддается окислительному обезуглероживанию. Это не лучший выбор для изготовления сложных высокоточных режущих инструментов. Его можно использовать для изготовления всех видов универсальных режущих инструментов. Такие как токарный инструмент, фреза и т. Д.
CW6Mo5-Cr4V3 Это быстрорежущая сталь серии Мо с высоким содержанием углерода и ванадия.На основе W6M05Cr4-V3 для повышения среднего содержания углерода с 1,05% до 1,20%. А также улучшить содержание ванадия, чтобы улучшить его износостойкость.

Химический состав всех быстрорежущих сталей

Быстрорежущая сталь в продаже

Как профессиональный поставщик быстрорежущей стали в Китае, мы предоставим вам лучшее техническое руководство и услуги, которые сделают ваш бизнес лучше.Просто посетите наши изделия из быстрорежущей стали.

Высокая скорость | ООО «СБ Спешиэлти Металлс»

Быстрорежущая сталь — это высоколегированная сталь, предназначенная для эффективной резки других материалов на высоких скоростях, выдерживая при этом экстремальное тепло, выделяемое режущей кромкой инструмента. Эти стали подвергаются термообработке и используются с высокой твердостью (62 HRc и выше), сохраняя высокую твердость при повышенных температурах, в то же время имея достаточную ударную вязкость для обработки инструментов прерывистого резания.ss

Щелкните здесь, чтобы просмотреть краткую информацию о нашей новой программе для быстрорежущей стали и шлифования.

Быстрорежущая сталь высоколегированная и содержит вольфрам (W), молибден (Mo), ванадий (V), хром (Cr) и кобальт (Co). Эти стали предназначены для эффективной резки других материалов на высоких скоростях и должны выдерживать экстремальное тепло, выделяемое режущей кромкой инструмента. Это тепло может достигать 1000F и более в зависимости от условий резания, используемой охлаждающей жидкости и других эксплуатационных факторов.Существует множество других применений, в которых также можно использовать быстрорежущие стали.

Высокая износостойкость — быстрорежущие стали можно подвергать термообработке до твердости до 68 по Роквеллу C. Эти высокие достижимые значения твердости в сочетании с большим количеством износостойких карбидов способствуют очень хорошему удержанию кромок и устойчивости к истиранию.

Достаточная ударная вязкость — быстрорежущие стали прочнее, чем твердосплавные и керамические инструменты, и могут выдерживать прерывистые операции резания, а также предотвращают поломку хрупких инструментов.Быстрорежущие стали, производимые в металлургии частиц, обеспечивают исключительную ударную вязкость и ударопрочность для режущих инструментов.

Высокая твердость при повышенных температурах — операции резания на высоких скоростях приводят к чрезмерному и продолжительному нагреву режущей поверхности или режущей кромки. Быстрорежущие стали обладают «красной твердостью», которая необходима для поддержания высокой твердости при повышенных температурах.

В этот раздел включены инструментальные стали традиционного производства.
Щелкните здесь, чтобы просмотреть быстрорежущие стали PM (порошковая металлургия), обычно используемые для высокопроизводительных долгосрочных применений.Эти сплавы PM обладают повышенной износостойкостью, что приводит к исключительному сроку службы инструмента и повышенной ударной вязкости. Это самые износостойкие быстрорежущие стали.

Стандартные размеры быстрорежущих сталей

м2 посмотреть техническую информацию

M2 — это самый популярный во всем мире сорт быстрорежущей стали, который широко используется в самых разных режущих инструментах и ​​в областях обработки металлов давлением.
Патроны :.От 109 дюймов до 10,125 дюймов
Плоский : от 0,055 дюйма до 3 дюймов, ширина пропила до 36 дюймов

м2 СОЭ посмотреть техническую информацию

M2 ESR — это самый популярный сорт быстрорежущей стали, который обычно используется в различных режущих инструментах и ​​при обработке металлов давлением.

Круги : от 0,250 дюйма до 10,125 дюйма

M4 посмотреть техническую информацию

M4 содержит комбинацию высокоуглеродистых материалов и ванадия, что обеспечивает превосходную стойкость к абразивному износу.

Круги : диаметром от 0,5 до 6,000 дюймов

M42 посмотреть техническую информацию

M42 — быстрорежущая сталь премиум-класса, содержащая кобальт с достижимой твердостью 68 HRC.

Круги : от 0,250 дюйма до 3,500 дюйма

Плоскости : от 0,780 дюйма до 1,875 дюйма

M50 посмотреть техническую информацию

M50 — быстрорежущая сталь общего назначения. M50 обладает хорошим балансом прочности, износостойкости и твердости в красном цвете.
M50 используется для резки металла, дерева и пластика, а также для обработки холодного металла.

В чем разница между инструментами из быстрорежущей стали и твердосплавной сталью?

Инструментальная сталь относится к различным углеродистым и легированным сталям, которые особенно используются для резки и сверления. Четыре основных легирующих элемента, образующих карбиды в инструментальной стали, — это вольфрам, хром, ванадий и молибден. Два материала, из которых изготавливается большинство режущих инструментов, — это твердый сплав и быстрорежущая сталь (HSS).

Быстрорежущая сталь — это высокоуглеродистая инструментальная сталь, содержащая много вольфрама и кобальта и богатая молибденом, вольфрамом и ванадием. Он образует особый класс высоколегированных инструментальных сталей, сочетающих такие свойства, как высокая жаропрочность и высокая износостойкость. Эти свойства могут быть достигнуты благодаря особой микроструктуре, состоящей из матрицы с твердостью около 65 HRC даже при высоких температурах в случае высокоскоростной резки.

Инструментальная углеродистая сталь общего назначения сохраняет очень высокую твердость при комнатной температуре после закалки и низкотемпературного отпуска, но когда температура превышает 200 ℃, твердость резко снижается, когда до 500 ℃ твердость была аналогична условиям отжига до и полностью утратил режущую способность, что ограничивает углеродистую инструментальную сталь, используемую для режущих инструментов.Однако из-за наличия упомянутой выше красной твердости быстрорежущая сталь (типичный материал M2, сталь ) компенсирует фатальные дефекты углеродистой инструментальной стали. HSS в основном используется для производства сложных тонких лезвий и ударопрочных металлорежущих инструментов, а также высокотемпературных подшипников и штампов для холодной экструзии, таких как токарный инструмент, сверло, варочная панель, полотно для станочной пилы, штамп с высоким спросом и т. Д. также используется для изготовления небольших сложных инструментов.

Карбидная сталь представляет собой соединение углерода с другим металлическим элементом из сплава.Обычно упоминается карбид вольфрама, который является распространенным примером карбида металла. Твердосплавные инструменты позволяют обрабатывать более твердые материалы, потенциально до 70+ HRC. Он имеет высокую твердость по красному цвету, даже при 1000 ℃ он все еще имеет высокую твердость. Карбид вольфрама чрезвычайно твердый и устойчивый к истиранию. Большинство его основных применений, включая сверла и режущие инструменты, спортивное снаряжение и наконечники шариковых ручек.

Основное различие между ними в основном перечислено ниже:

• Красная твердость быстрорежущей стали составляет 650 ℃, а твердосплавная сталь может достигать 800-1000 ℃.
• Твердосплавная сталь имеет более высокую скорость резания и в 4-7 раз превосходит быстрорежущую сталь.
• Твердосплавный сплав намного тверже, поэтому он имеет более длительный срок службы инструмента и более быстрые режимы резания, чем обычная быстрорежущая сталь.
• Инструменты из быстрорежущей стали также стоят меньше, чем инструменты из твердого сплава, и часто являются хорошим решением при работе с большими объемами и небольшими объемами.
• HSS не обладает износостойкостью и сроком службы карбида, поэтому он имеет тенденцию быть более эластичным и менее хрупким и является лучшим выбором для глубокого резания с небольшими размерами наконечника в более твердых материалах.

Следует ли использовать быстрорежущую сталь вместо твердосплавной стали для наших инструментов общего назначения, таких как сверла или метчики? Честно говоря, это сложный вопрос. На него нет быстрого ответа, потому что здесь задействовано множество факторов: размер инструмента, глубина резания, требуемая скорость съема материала, срок службы инструмента, время цикла и стоимость. Каждый тип компонента также связан с различными проблемами, включая дизайн, размер, количество партии, тип материала и твердость.

Быстрорежущая сталь — HSS — Характеристики и применение

Быстрорежущие стали , сокращенно HSS, представляют собой специализированный класс инструментальных сталей, названных в первую очередь из-за их способности обрабатывать материалы и резать их на высоких скоростях (высокая горячая твердость). Он часто используется в дисках для мотопил и сверлах. Быстрорежущая сталь превосходит старые инструменты из высокоуглеродистой стали в том, что она может выдерживать более высокие температуры, не теряя при этом своего состояния (твердости). Быстрорежущие стали представляют собой сложные сплавы на основе железа с углеродом, хромом, ванадием, молибденом или вольфрамом или их комбинациями. Чтобы добиться хороших характеристик резания из быстрорежущей стали, необходимо обеспечить соответствующую реакцию упрочнения при термообработке.

Центральное место в характеристиках быстрорежущих сталей занимает реакция упрочнения, достигаемая в процессе термообработки. Легирующие элементы вводятся в количествах, определяемых предполагаемым применением и их функцией в процессе термообработки, будь то повышение температуры солидуса или подавление роста выделений вторичного твердения, обеспечивая более высокую рабочую температуру.

Быстрорежущая сталь — AISI M2

Например, молибденовая быстрорежущая сталь — AISI M2 является «стандартной» и наиболее широко используемой промышленной HSS. Молибденовые быстрорежущие стали относятся к сталям группы M в соответствии с системой классификации AISI. M2 HSS имеет мелкие и равномерно распределенные карбиды, обеспечивающие высокую износостойкость, хотя его чувствительность к обезуглероживанию немного высока. Обычно он используется для изготовления различных инструментов, таких как сверла, метчики и развертки.

Содержание углерода и сплава сбалансировано на достаточном уровне, чтобы обеспечить высокую достижимую реакцию упрочнения, отличную износостойкость, высокую устойчивость к разупрочняющим эффектам повышенной температуры и хорошую ударную вязкость для эффективного использования в промышленных резках. Нитрид титана (чрезвычайно твердый керамический материал) или покрытия из карбида титана могут использоваться в инструментах, изготовленных из таких сталей, путем физического осаждения из паровой фазы, чтобы улучшить характеристики и срок службы инструмента.TiN имеет твердость по Виккерсу 1800–2100 и имеет металлический золотой цвет.

Легирующие агенты в быстрорежущей стали