Быстрорежущие стали. Быстрорежущие стали, наряду с твердыми сплавами, является основным инструментальным материалом

Быстрорежущие стали, наряду с твердыми сплавами, является основным инструментальным материалом. Выбор быстрорежущей стали определяется в первую очередь свойствами обрабатываемого материала.

При обработке материалов, обладающих высокой обрабатываемостью (автоматные стали, серые ферритные чугуны, цветные металлы, например, автоматные латуни) возможно использование низколегированных быстрорежущих сталей и сталей нормальной теплостойкости (Р18, Р6М5, Р12).

Для обработки конструкционных сталей и чугунов с твердостью до 220 … 230НВ наиболее рационально применение сталей нормальной теплостойкости (Р6М5).

В обоих случаях повышение скорости резания достигается при использовании кобальтовых быстрорежущих сталей, износостойкости – при использовании высокоуглеродистых или высокованадиевых сталей, а также инструмента с износостойким покрытием нитрида титана (метод КИБ).

Для обработки улучшенных конструкционных сталей с твердостью 260–320 НВ наиболее рационально применение сталей с повышенным содержанием углерода (10Р6М5) или высокованадиевых (Р12Ф3, Р6М5Ф3), а также инструмента с износостойким покрытием.

При обработке труднообрабатываемых материалов в зоне резания возникают высокие температуры, поэтому их следует обрабатывать кобальтовыми быстрорежущими сталями.

Обрабатываемость нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов характеризуется их малым разупрочнением при нагреве, плохим отводом тепла из–за пониженной теплопроводности, повышенной истирающей способностью. Обработку этих материалов рекомендуется осуществлять кобальтовыми быстрорежущими сталями, обладающими высокой износостойкостью – стали Р9М4К8, Р12Ф4К5 или инструментом с покрытием TiN.

Титановые сплавы целесообразно обрабатывать безуглеродистыми быстрорежущими сталями (В11М7К23). При обработке этих сплавов углеродсодержащими быстрорежущими сталями происходит диффузия углерода в обрабатываемый материал, его упрочнение за счет образования карбида и, напротив, разупрочнение быстрорежущей стали.

Для обработки высокопрочных сталей (s_в>2000МПа) следует использовать кобальтовую сталь, обладающую наибольшей прочностью среди сталей этой группы – Р6М5К5.

Для обработки материалов с высокой твердостью (свыше 40HRC) следует использовать быстрорежущие стали, обладающие максимальной твердостью – Р9М4К8, В11М7К23.

Наряду с обрабатываемым материалом, выбор быстрорежущих сталей определяется конструкцией инструмента и технологией его изготовления.

Для структуры инструментов большого сечения характерна большая карбидная неоднородность и наличие крупных карбидов (диаметр проката 60мм и более). Такие инструменты следует изготавливать не из вольфрамовых, а из вольфрамомолибденовых сталей с меньшими размерами карбидов. Целесообразно применение сталей порошкового производства (Р6М5 МП).

Для инструментов с тонкими режущими кромками (зубообрабатывающий инструмент, протяжки), а также подвергаемых значительному шлифованию в процессе изготовления, необходимо выбирать быстрорежущие стали с хорошей шлифуемостью (табл.2).

Шлифуемость характеризуется коэффициентом относительной шлифуемости «К».

,

где q –удельная производительность шлифования, равная отношению объемов сошливованного металла и изношенного абразива в условиях наиболее производительного шлифования. но без появления шлифовочных трещин и прижогов. За единицу принята шлифуемость стали Р18.

Таблица 2.

Шлифуемость быстрорежущих сталей [8].

Для инструментов, изготавли­ваемых горячей деформацией (метод продольно–винтового проката – сверла), необходимо использовать стали с хорошей горячей пластичностью (табл.3).

Таблица 3.

Пластичность быстрорежущих сталей [8].

Примечание. g – относительный сдвиг при кручении: , где D – диаметр образца, n – число оборотов подвижной части образца до разрушения, l– длина рабочей части образца.