Быстрорежущие стали

Стали для режущих инструментов

Основные требования к режущим инструментам:

· высокая твердость режущей кромки,

· износостойкость,

· теплостойкость (красностойкость) – способность стали сохранять высокую твердость при нагреве.

8.5.1.1. Углеродистые стали: У7…У13 (У8А…У13А).

Стали У7, У8, У9 применяют для деревообрабатывающих, слесарных и кузнечных инструментов. Их термообработка – закалка и средний отпуск на троостит.

Из сталей У10-У13 изготавливают мелкие метчики, напильники, пилы. Термообработка: закалка + низкий отпуск, структура: Мотп+ЦII+АОСТ, твердость 62…63 HRC.

Углеродистые стали обладают малой прокаливаемостью и малой теплостойкостью (<200°С). Инструмент из углеродистых сталей используют для резания относительно мягких материалов с малой скоростью, так как их твердость сильно снижается при нагреве выше 190…200°С.

8.5.1.2.Низколегированные стали 9ХС, ХВГ, 11ХФ

- обладают более высокой прокаливаемостью. После закалки и низкого отпуска стали получают структуру Мотп+карбиды+Аост, твердость 62…65 HRC, теплостойкость - до 250°С. Применяются для изготовления сверл, фрез, протяжек, разверток диаметром до 45 мм, из стали ХВСГ - до 100 мм.

- предназначены для инструмента, работающего на больших скоростях резания (резцы, сверла, фрезы, метчики, развертки, плашки, зенкеры). Они обладают высокой теплостойкостью (до 600…650°С), что обеспечивается введением легирующих элементов W, Mo, V, Co, повышающих температуру отпуска мартенсита. В быстрорежущих сталях содержится в среднем 0,8%С, 4,2%Сr, 1…2%V. Основной легирующий элемент – вольфрам, его количество указывается в марке стали: Р9 (9%W), Р18 (18%W). Дополнительно стали могут быть легированы молибденом: Р6М5 (6%W, 5%Mo) и кобальтом: Р6М5К5 (6%W, 5%Mo, 5%Co).

Структурный класс быстрорежущих сталей в равновесном состоянии – ледебуритный. В литом состоянии структура стали состоит из перлита, ледебуритной эвтектики и карбидов: первичных и вторичных. Литую заготовку подвергают ковке для дробления первичных карбидов и отжигу на зернистый сорбит (перлит).

Термообработка готового инструмента из стали Р18: закалка + трехкратный низкий отпуск. Температура нагрева под закалку 1270…1290°С обеспечивает наиболее полное растворение вторичных карбидов и получение высоколегированного аустенита. Охлаждение в масле приводит к получению структуры, состоящей из высоколегированного мартенсита, нерастворенных карбидов первичных и остаточного аустенита (25…30%). Остаточный аустенит снижает режущие свойства стали, и поэтому его повышенное количество в готовом инструменте недопустимо. Проводимый после закалки трехкратный низкий отпуск при температуре 550…570°С снижает количество остаточного аустенита: на каждой стадии отпуска происходит выделение вторичных карбидов, это уменьшает легированность аустенита, который при охлаждении претерпевает превращение в мартенсит. Окончательная структура инструмента – Мотп+карбиды+Аост (1-2%).

Иногда вместо двух первых стадий отпуска для уменьшения количества остаточного аустенита проводится обработка стали холодом (при – 80°С). Окончательная твердость стали после термообработки 63…65HRC.

Дата добавления: 2014-01-11