Все о быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь, известная в международной классификации как HSS (High-Speed Steel), представляет собой группу легированных инструментальных сталей, предназначенных для изготовления металлорежущего инструмента. Ключевое свойство, которое определяет ее ценность, - это красностойкость, или теплостойкость. Эта характеристика позволяет инструменту сохранять высокую твердость и режущие способности даже при температурах, достигающих 600–650°C, при которых обычные углеродистые стали полностью теряют свои рабочие качества.

Данная марка стали создана специально для использования при высоких показателях трения, возникающих во время резки металла. Благодаря составу инструментальной быстрорежущей стали повышается прочность изготовленного из нее инструмента, поэтому он хорошо себя показывает при работе на больших скоростях и на большой глубине резания.

Основные свойства быстрорежущей стали

Эффективность режущего инструмента напрямую зависит от физических и механических свойств материала, из которого он изготовлен. Для быстрорежущих сталей важен сбалансированный комплекс характеристик.

• Красностойкость (Теплостойкость). Главное преимущество. Способность стали противостоять отпуску, то есть сохранять структуру и твердость при нагреве до рабочих температур. Это свойство обеспечивается введением в состав вольфрама, молибдена и кобальта.
• Высокая твердость. После окончательной термообработки твердость быстрорежущих сталей достигает 62–70 HRC. Это необходимо для проникновения в обрабатываемый материал и сопротивления абразивному износу.
• Износостойкость. Способность материала сопротивляться изнашиванию в условиях трения. Она определяется наличием в структуре стали твердых карбидов, в основном образованных ванадием и вольфрамом.
• Вязкость. Способность стали сопротивляться хрупкому разрушению под действием ударных нагрузок. Это свойство позволяет инструменту выдерживать вибрации и прерывистое резание без образования сколов и трещин.

Химический состав и роль легирующих элементов

Свойства быстрорежущей стали определяются ее сложным химическим составом, где каждый элемент выполняет свою функцию. Легирующие добавки вводятся для получения заданных характеристик.

• Углерод (C). Основа любой стали. В быстрорезах его содержание составляет от 0.7% до 1.5%. Углерод необходим для образования карбидов - твердых химических соединений с вольфрамом, молибденом и ванадием, которые и обеспечивают износостойкость.
• Вольфрам (W). Ключевой элемент, отвечающий за красностойкость. Он образует тугоплавкие карбиды и замедляет процессы разупрочнения при нагреве.
• Молибден (Mo). Аналогичен вольфраму по своему действию, но обладает меньшей атомной массой. Часто используется для частичной замены дорогостоящего вольфрама, при этом улучшая вязкость стали.
• Ванадий (V). Образует самые твердые карбиды, что значительно повышает износостойкость инструмента. Также способствует измельчению зерна, улучшая общую прочность материала.
• Кобальт (Co). Не образует собственных карбидов, но, растворяясь в железной основе, повышает ее жаропрочность. Это позволяет стали выдерживать еще более высокие температуры резания.
• Хром (Cr). Содержание хрома постоянно и составляет около 4%. Он повышает прокаливаемость стали, обеспечивает сквозную закалку заготовок и вносит вклад в общую твердость.

Понимание химического состава помогает сделать правильный выбор быстрорежущей стали для конкретных задач. Для большинства стандартных операций по обработке конструкционных сталей оптимальным выбором являются инструменты из стали Р6М5. Компания «РосИнструмент» поддерживает полный товарный ассортимент металлорежущего инструмента на складе, чтобы оперативно поставить нужную продукцию на ваше предприятие.

Маркировка быстрорежущих сталей по ГОСТ

В России принята буквенно-цифровая система маркировки, регламентированная ГОСТ 19265-73. Расшифровка маркировки дает полное представление о составе стали.

• Буква "Р" в начале означает "быстрорежущая" (от слова "rapid").
• Цифра после "Р" указывает на среднее процентное содержание вольфрама.
• Буква "М" и цифра после нее - содержание молибдена.
• Буква "Ф" (или "В") и цифра - содержание ванадия.
• Буква "К" и цифра - содержание кобальта.
• Содержание хрома (около 4%) и углерода не указывается в марке, так как оно является стандартным для данной группы сталей.

Сравнение основных марок быстрорежущей стали

Совет эксперта: при выборе инструмента обращайте внимание не только на маркировку стали, но и на производителя. Геометрия режущей кромки, качество заточки и наличие износостойкого покрытия (например, нитрида титана TiN) могут влиять на производительность и срок службы инструмента не меньше, чем химический состав. Инструмент от проверенного поставщика - это гарантия соответствия заявленным характеристикам.

Сферы применения

Из быстрорежущей стали Р6М5 и других марок изготавливают широкий спектр металлорежущего инструмента, работающего на высоких скоростях.

• Сверла: спиральные, центровочные, ступенчатые. Сверла из быстрорежущей стали - самый массовый вид продукции.
• Фрезы: концевые, торцевые, червячные, дисковые. Применяются для обработки плоскостей, пазов и фасонных поверхностей.
• Резцы: токарные, строгальные и долбежные резцы из быстрорежущей стали. Используются для обработки различных материалов на станках.
• Резьбонарезной инструмент: метчики из быстрорежущей стали и плашки. Для нарезания внутренней и наружной резьбы.
• Полотна для пил: полотна для механических ножовок и ленточных пил. Предназначены для резки сортового проката.
• Ножи: промышленные ножи для гильотин, бумагорезательных машин.

Благодаря своим свойствам, быстрорежущие инструментальные стали незаменимы в машиностроении, автомобильной промышленности, приборостроении и ремонтных работах.

Наличие на складе широкого ассортимента оснастки - залог бесперебойной работы любого производства. Налаженные партнерские отношения с ведущими российскими производителями позволяют нам предлагать метчики из быстрорежущей стали и другой инструмент по выгодным ценам. Ознакомьтесь с каталогом на нашем сайте.

Быстрорежущая сталь и твердые сплавы: что выбрать?

Наряду с быстрорежущими сталями, в промышленности активно применяются твердые сплавы (например, ВК, ТК). Важно понимать их различия. Быстрорежущие стали твердые сплавы не заменяют, а дополняют.

• Твердость и теплостойкость: твердые сплавы значительно превосходят HSS по этим показателям, позволяя работать на еще более высоких скоростях резания.
• Вязкость и прочность: быстрорежущая сталь более вязкая и прочная. Она лучше противостоит ударам и вибрациям, что делает ее незаменимой для работы в тяжелых условиях, на старом оборудовании или при прерывистом резании. Твердый сплав более хрупкий.
• Стоимость: инструмент из HSS, как правило, дешевле, чем твердосплавный.

Выбор между быстрорежущей сталью и твердым сплавом зависит от конкретной операции, обрабатываемого материала, состояния оборудования и требуемой производительности.

Часто задаваемые вопросы

В чем принципиальное отличие Р6М5 от Р18?

Основное отличие - в химическом составе и, как следствие, в свойствах и цене. В Р18 около 18% вольфрама, что обеспечивает высокую стабильность свойств, но делает ее дороже и менее вязкой. Р6М5, где часть вольфрама заменена молибденом, является более сбалансированным и экономически выгодным сплавом для большинства задач.

Что означает маркировка HSS на сверле?

HSS - это аббревиатура от High-Speed Steel, что является международным обозначением быстрорежущей стали. Это аналог отечественной маркировки "Р". Часто можно встретить маркировку HSS-G (шлифованное), HSS-R (катаное) или HSS-Co (легированное кобальтом).

Можно ли сваривать быстрорежущую сталь?

Свариваемость этой группы сталей ограничена. Из-за высокого содержания углерода и легирующих элементов в зоне сварки могут образовываться хрупкие структуры и трещины. Для ремонта или изготовления составного инструмента применяются специальные методы сварки с предварительным подогревом и последующей термообработкой.

Как выбрать нужную марку стали для моих задач?

Для обработки обычных конструкционных и углеродистых сталей в 90% случаев достаточно инструмента из Р6М5. Если предстоит работа с труднообрабатываемыми материалами, такими как нержавеющая сталь, жаропрочные сплавы или титан, следует выбрать кобальтовые марки, например, Р6М5К5. Для резьбонарезания и работы с вязкими материалами хорошо подходит Р18.