ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Быстрорежущие стали (ГОСТ из "Основы формообразования резанием лезвийными инструментами " Высоколегированные инструментальные стали высокой твердости с карбидным упрочнением и содержанием углерода свыше 0,6 % называются быстрорежущими. Высокая твердость быстрорежущих сталей получается в результате термической обработки, когда происходит выделение упрочняющих фаз (сложных карбидов вольфрама, молибдена, ванадия, создающих карбидное упрочнение). [c.139] Введение вольфрама в состав стали, наряду с повышением твердости и износостойкости инструментального материала, снижает прочность и вязкость, а также теплопроводность стали. Каждый процент вольфрама связывает около 0,03 % углерода в карбиде W . [c.139] Хром - обязательный легирующий элемент быстрорежущей стали -обеспечивает повышенную ее закаливаемость и прокаливаемость. [c.139] Присутствие молибдена повышает прочность и вязкость быстрорежущей стали из-за улучшения распределения и уменьшения размеров карбидов. Однако при содержании молибдена 3 % и выше сталь становится склонной к обезуглероживанию и окислению, требует тщательного предохранения от прижогов при заточке. Молибденовые и вольфрамомолибденовые стали при резапии с повышенной подачей и умеренной скоростью резания более стойки, чем вольфрамовые, вследствие большей прочности и вязкости. [c.139] Введение в состав стали ванадия при одновременном увеличении углерода повышает твердость, сопротивление пластической деформации и теплостойкость. Если количество углерода не увеличивать, то повышение твердости и теплостойкости пе наблюдается. [c.140] Кобальт повышает теплостойкость, твердость, шлифуемость и теплопроводность быстрорежущей стали, снижая вместе с тем ее прочность и вязкость и усиливая обезуглероживание при термообработке. [c.140] ниобий, цирконий, тантал образует очень устойчивые карбиды, которые задерживают рост зерна при закалке. Легирование стали азотом в концентрации не более 0,3-0,04 % создает нитриды, также задерживающие рост зерен, повышает твердость, но снижает прочность, требуя обработки резанием без динамических нагрузок. Никель и марганец снижают теплостойкость стали и не улучшают ее режущих свойств. [c.140] Степень влияния легирующих элементов на свойства стали зависит от ее химического состава, так как между элементами возможно взаимовлияние. Химический состав и свойства наиболее распространенных марок быстрорежущей стали приведены в табл. 7.9 - 7.12. [c.140] Зависимость теплофизических характеристик от температуры проявляется при резании и отражается на стойкости инструмента. Важное свойство быстрорежущей стали - теплопроводность, от которой зависят тепловая нагруженность и износ лезвия. Широкие испытания быстрорежущей стали различных марок обнаружили рост коэффициентов теплопроводности и удельной теплоемкости с ростом температуры нагрева при снижении температуропроводности (см. табл. 7.11). Хорошие теплофизические характеристики кобальтовых и молибденовых сталей улучшают работу инструментов при высоких температурах резания. Роль теплопроводности проявляется при повышенной скорости резания, где имеет преимущество кобальтовая сталь. Ванадиевые стали при худших теплофизических характеристиках имеют большую твердость, а поэтому показывают высокую износостойкость при мепьшей скорости резания. [c.141] Твердость быстрорежущей стали после закалки и отпуска обычно составляет 63-66 НКСэ, но у сталей повышенной теплостойкости может быть 66-67,5 НКСэ. Теплостойкость большинства марок находится в пределах 620-640°С. [c.142] Наиболее универсальна по своим свойствам сталь Р18 (сталь Ф.Тейлора), пригодная для любых режущих инструментов, хорошо шлифуемая и технологичная. Но она имеет ограниченное применение вследствие большого содержания дефицитного вольфрама. Основной маркой для широкого использования является сталь Р6М5, близкая по режущим свойствам к стали Р18, более прочная и дешевая, но склонная к обезуглероживанию при пагреве и требующая большей культуры в эксплуатации. Все быстрорежущие стали повышенной теплостойкости имеют пониженную шлифуемость и требуют при заточке применения эльборовых шлифовальных кругов. Порошковые быстрорежущие стали, имея равномерную структуру, обладают повышенной прочностью и износостойкостью и хорошо шлифуются. [c.142] Быстрорежущие стали являются наиболее распространенной группой инструментальных сталей. Из них изготавливаются фасонные резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, цилиндрические, торцовые, дисковые и концевые фрезы, долбяки, червячные модульные и шлицевые фрезы, шеверы, внутренние и наружные протяжки. Быстрорежущие стали в настоящее время в значительной мере вытеснили углеродистые и малолегированные инструментальные стали. [c.142] На основе анализа и оценки условий резания, а также учета индивидуальных особенностей каждой марки быстрорежущей стали, выбирается оптимальная марка для изготовления конкретного вида режущего инструмента. [c.142] Известно, например, что для инструментов, работающих с малыми сечениями среза при низких скоростях резания, когда тепловыделение незначительно, целесообразно использовать ванадиевые быстрорежущие стали. [c.142] При работе с высокими скоростями, большими сечениями срезов и обработке материалов с низкой теплопроводностью (аустенитных сталей, титановых сплавов и др.) целесообразно использовать для инструментов кобальтовые стали. [c.142] При анализе износостойкости по стали 45 быстрорежущие стали показывают максимум износостойкости при следующих скоростях резания ванадиевые стали - до 20 м/мин, высоковольфрамовые стали - до 40 м/мин, средне- и низковольфрамовые кобальтовые стали - до 60 м/мин. [c.142] Вернуться к основной статье