Быстрорежущие стали

При резании труднообрабатываемых сталей и сплавов, наряду с применением для режущей части инструмента наиболее распространенных марок быстрорежущих сталей Р9 и Р18, используют новые марки быстрорежущих сталей. Их создание идет в направлении:

1) получения инструментальных материалов, совмещающих положительные свойства существующих марок быстрорежущих сталей и твердых сплавов, в частности их высокие прочностные свойства, особенно при ударных и знакопеременных нагрузках, и вместе с тем имеющих достаточно большую красностойкость;

2) снижения содержания в быстрорежущих сталях дорогостоящих или дефицитных легирующих элементов (прежде всего вольфрама) при сохранении их режущих свойств.

В первом направлении получены новые виды быстрорежущих сталей, обладающие повышенными режущими свойствами вследствие увеличенного легирования ванадием, кобальтом, молибденом и вольфрамом. Подобные стали используются для производства таких продуктов, как стропы и лебедки ручные барабанные. Быстрорежущие стали повышенной производительности можно разделить на следующие группы: с повышенным содержанием ванадия; содержащие кобальт; с повышенным содержанием вольфрама. По снижению горячей твердости они располагаются в следующем порядке: Р9К10, Р10К5Ф15, Р9К5, Р14Ф4, Р18Ф2, Р24. Ленинградским политехническим институтом разработаны три марки стали — Р18Ф2К8М, Р6Ф2К8М5, Р12Ф2К8МЗ; их отличительной особенностью является высокое содержание углерода. По сравнению с Р18 они показывают значительное увеличение стойкости, например при сверлении и нарезании резьбы в высокопрочных сталях.

Быстрорежущие сплавы дисперсионного твердения типа Р18М7К25, Р18МЗК25, Р10М5К25 обладают повышенной твердостью (HRC 70) и красностойкостью (750°С), поэтому их применение эффективно при резании труднообрабатываемых материалов. Они представляют собой безуглеродистые железокобальтвольфрамовые дисперсионно-твердеющие сплавы. При охлаждении эти сплавы, так же как и быстрорежущие стали, используют превращение. Однако в отличие от быстрорежущих сталей они упрочняются вследствие выделения при отпуске интерметаллидов. Сплавы Р10М5К25 и Р18МЗК25 рекомендуются для обработки сталей ферритоперлитного класса типа 45, 18ХНВА, сплавы Р18М7К25 —при обработке титановых сплавов типа ВТЗ-1.

Во втором направлении получены стали с пониженным содержанием вольфрама, например Р9М4К8; сохранение удовлетворительных режущих свойств достигается увеличением содержания углерода и комплексным легированием молибденом, кобальтом, ванадием. ВНИИ разработаны для промышленного применения вольфрамомолибденовые быстрорежущие сплавы. Частичная замена вольфрама молибденом вызывает увеличение прочности при относительно низких температурах, что повышает износостойкость при преобладающем абразивном истирании и циклическом нагружении. Вместе с тем это снижает теплостойкость материала, что ведет к уменьшению износостойкости при резании с высокими температурами и преобладающим адгезионном износе. Поэтому эти инструментальные материалы рекомендуются для изготовления инструментов, работающих при относительно низких температурах резания,— разверток, метчиков, протяжек, фрез. Так, червячные модульные фрезы, оснащенные сплавом Р6М5, при обработке заготовок из стали 45 показали повышение стойкости по сравнению с Р18 на 125%, при обработке заготовок из стали 35ХН1М — на 135—140%. Вольфрамомолибденовые стали ВНИИ по сравнению с Р18 имеют значительно меньшую карбидную неоднородность и большую дисперсность, избыточных карбидов. Это обеспечивает повышение прочности и увеличение стойкости при точении в 1,5—2 раза.