Инструментальные стали

Основными материалами для режущих инструментов являются инструментальные стали. К ним относятся углеродистые, легированные и быстрорежущие стали.

Углеродистые стали. Эти стали обладают высокой твердостью после окончательной термической обработки (закалки) HRC 62—64 и имеют низкую твердость в отожженном состоянии (НВ 187—207), что обеспечивает хорошую обрабатываемость резанием и давлением. Недостаток углеродистых сталей — низкая теплостойкость (200—250° С).

Углеродистые инструментальные стали применяют для режущих инструментов, работающих при небольших скоростях резания (υ = 10÷12 м/мин).

В табл. 1 дано назначение некоторых марок инструментальной углеродистой стали (ГОСТ 1435—54) при изготовлении режущих инструментов.

Легированные стали. В зависимости от назначения и свойств инструментальные легированные стали (ГОСТ 5950—63) подразделяют на две группы: стали для режущего и измерительного инструмента и стали для штампового инструмента. Для режущего инструмента наибольшее применение нашли марки 7ХФ, ИХ, 13Х, ХВ5. В1, Ф, 9ХС, ХВГ, 9Х5ВФ, ХВСГ др.

В обозначениях марок сталей первые цифры указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента. Они могут не указываться, если содержание углерода близко к единице или больше единицы. Буквы за цифрами обозначают: Г — марганец, С — кремний; X — хром, В — вольфрам, Ф •— ванадий, Н — никель, М — молибден. Цифры, стоящие после букв, указывают среднее содержание соответствующего элемента в целых единицах. Отсутствие цифры обозначает, что содержание этого легирующего элемента равно примерно 1%. В отдельных случаях содержание легирующих элементов не указывается, если оно не превышает 1,8%.

Легированные стали обладают по сравнению с углеродистыми повышенной вязкостью в закаленном состоянии, более глубокой прокаливаемостью, меньшей склонностью к деформациям и трещинам при закалке. Режущие свойства легированных сталей примерно такие же, как у углеродистых инструментальных сталей, потому что они тоже имеют низкую теплостойкость (200—250° С).

Назначение легированных сталей, применяемых для изготовления режущих инструментов, дано в табл. 2.

Быстрорежущие стали. Инструментальные быстрорежущие стали (ГОСТ 9373—60) приобретают после термообработки высокую твердость, прочность и износостойкость, сохраняя режущие свойства при нагревании во время работы до 600—650° С. Это позволяет увеличить скорость резания инструментами из быстрорежущей стали в 2—4 раза и повышает их стойкость по сравнению с инструментами из углеродистой или легированной стали. Преимущества быстрорежущей стали проявляются главным образом при обработке прочных (σв = 100 кГ/мм2) и твердых сталей (НВ 200—250) и резании с повышенной скоростью.

Основные марки и химический состав быстрорежущих сталей приведены в табл. 3.

Таблица 1

Назначение углеродистых сталей при изготовлении режущих инструментов

Инструментальные стали

Марки быстрорежущей стали обозначают буквами и цифрами: Р означает, что сталь относится к группе быстрорежущих, а цифра после буквы Р показывает среднее содержание вольфрама (в %) в стали. Среднее содержание ванадия (в %) отмечают цифрой, следующей за буквой Ф1 кобальта — цифрой после буквы К.

 

Таблица 2

Назначение легированных сталей, применяемых для режущих инструментов

Инструментальные стали

 

Таблица 3

Марки и химический состав быстрорежущих сталей

Инструментальные стали

 

Быстрорежущие стали делятся на стали нормальной теплостойкости (Р18, Р12, Р6МЗ) и стали повышенной теплостойкости (Р18Ф2, Р14Ф4, Р9Ф5 и др.). Для обработки конструкционных сталей с твердостью до НВ260—280 и чугунов используют стали нормальной теплостойкости. При обработке более прочных и улучшенных конструкционных сталей необходимы стали ванадиевые Р18Ф2 и для очень тяжелых режимов резания — кобальтовые Р18К5Ф2, Р9К5 и Р9К10.

В настоящее время металлургическая промышленность выпускает новую марку высоковольфрамовой кобальтованадиевой быстрорежущей стали ЭПЗ79 (Р18Ф2К8М). Эту сталь поставляет завод «Электросталь»

Инструментальные стали

По сравнению со стандартными сталями повышенной теплостойкости сталь ЭП379 содержит больше углерода, кобальта и меньше молибдена. По сравнению со сталью Р18 сталь ЭП379 обладает повышенной горячей твердостью и теплостойкостью.

Сталь ЭП379 предназначена для инструментов любой формы при обработке титановых, жаропрочных и закаленных сталей с твердостью до HRC 52—55.

Свойства быстрорежущих сталей по сравнению со сталью Р18 приведены в табл. 4. Назначение быстрорежущих сталей для изготовления режущих инструментов дано в табл. 5.

Для оснащения инструментов пластинками из быстрорежущих сталей в зависимости от их назначения ГОСТ 2379—67 предусматривает несколько форм (табл. 6).

Таблица 4

Свойства быстрорежущих сталей

Инструментальные стали

 

Таблица 5

Примерное назначение быстрорежущих сталей

Инструментальные стали

Конструкционные стали. Для экономии быстрорежущих сталей и твердых сплавов многие режущие инструменты изготовляются составными; например, режущая часть — из стали марки Р18, а хвостовик или державка — из конструкционной стали.

Для державок, хвостовиков и корпусов применяются углеродистые инструментальные стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—60), качественные (ГОСТ 1050—60) и конструкционные легированные (ГОСТ 4543—61).

Рекомендуемые марки сталей для составного режущего инструмента приведены в табл. 7.

 

Таблица 6

Форма, размеры и назначение пластинок из быстрорежущей стали

Инструментальные стали

Продолжение табл. 6

Инструментальные стали

Продолжение табл, б

Инструментальные стали

 

Таблица 7

Рекомендуемые марки сталей для державок, корпусов и хвостовиков составного режущего инструмента

Инструментальные стали

Смотрите также