быстрорез р12 что это
Быстрорежущие инструментальные стали: марки, характеристики, маркировка
Такой материал, как быстрорежущие стали, отличается уникальными свойствами, что дает возможность использовать его для изготовления инструментов, обладающих повышенной прочностью. Характеристики сталей, относящихся к категории быстрорежущих, позволяют производить из них инструменты самого различного назначения.
Фрезы, метчики, развертки – типичные изделия, производимые из высококачественной быстрорежущей стали
Характеристики быстрорежущих сталей
К категории быстрорежущие стали относят сплавы, химический состав которых дополнен рядом легирующих добавок. Благодаря таким добавкам сталям придаются свойства, позволяющие использовать их для изготовления режущего инструмента, способного эффективно работать на высоких скоростях. Быстрорежущие инструментальные стали от обычных углеродистых сплавов как раз и отличает то, что инструмент, который из них изготовлен, может с успехом применяться для обработки твердых материалов на повышенных скоростях.
Фрезеровка детали на профессиональном гравировальном станке
К наиболее примечательным характеристикам, которыми отличаются быстрорежущие стали различных марок, нужно отнести следующие.
Характеристики и назначение быстрорежущих сталей
Расшифровка обозначения марок сталей
Изначально быстрорежущая сталь как материал для изготовления режущих инструментов была изобретена британскими специалистами. С учетом того, что инструмент из такой стали может использоваться для высокоскоростной обработки металлов, этот материал назвали «rapidsteel» (слово «рапид» здесь как раз и означает высокую скорость). Такое свойство данных сталей и придуманное им в свое время английское название послужили причиной того, что обозначения всех марок данного материала начинаются с буквы «Р».
Правила маркировки сталей, относящихся к категории быстрорежущих, строго регламентированы соответствующим ГОСТ, что значительно упрощает процесс их расшифровки.
Первая цифра, стоящая после буквы Р в обозначении стали, указывает на процентное содержание в ней такого элемента как вольфрам, который во многом и определяет основные свойства данного материала. Кроме вольфрама быстрорежущая сталь содержит в своем составе ванадий, молибден и кобальт, которые в маркировке обозначаются, соответственно буквами Ф, М и К. После каждой из такой буквы в маркировке стоит цифра, указывающая на процентное содержание соответствующего элемента в химическом составе стали.
Пример расшифровки марки быстрорежущей стали
В зависимости от содержания в составе стали тех или иных элементов, а также от их количества, все подобные сплавы делятся на три основных категории. Определить, к какой из категорий относится сталь, достаточно легко, расшифровав ее маркировку.
Итак, стали быстрорежущих марок принято разделять на следующие категории:
Определение разновидности стали по искре
Как уже говорилось выше, характеристики сталей, относящихся к категории быстрорежущих, преимущественно определяются содержанием в них такого элемента как вольфрам. Следует иметь в виду, что если в быстрорежущем сплаве содержится слишком большое количество вольфрама, кобальта и ванадия, то по причине формирования карбидной неоднородности такой стали режущая кромка инструмента, который из нее изготовлен, может выкрашиваться под воздействием механических нагрузок. Таких недостатков лишены инструменты, изготовленные из сталей, содержащих в своем составе молибден. Режущая кромка подобных инструментов не только не выкрашивается, но и отличается тем, что имеет одинаковые показатели твердости по всей своей длине.
Маркой стали для изготовления инструментов, к которым предъявляются повышенные требования по их технологическим характеристикам, является Р18. Обладая мелкозернистой внутренней структурой, такая сталь демонстрирует отличную износостойкость. Преимуществом использования стали данной марки является еще и то, что при выполнении закалки изделий из нее они не перегреваются, чего не скажешь о быстрорежущих сплавах других марок. По причине достаточно высокой стоимости инструментов, изготовленных из стали этой марки, ее часто заменяют на более дешевый сплав Р9.
Технические характеристики стали марки Р18
Достаточно невысокая стоимость стали марки Р9, как и ее разновидности — Р9К5, которая по своим характеристикам во многом схожа с быстрорежущим сплавом Р18, объясняется рядом недостатков данного материала. Наиболее значимым из них является то, что в отожженном состоянии такой металл легко поддается пластической деформации. Между тем сталь марки Р18 также не лишена недостатков. Так, из данной стали не изготавливают высокоточный инструмент, что объясняется тем, что изделия из нее плохо поддаются шлифовке. Хорошие показатели прочности и пластичности, в том числе и в нагретом состоянии, демонстрируют инструменты, изготовленные из стали марки Р12, которая по своим характеристикам также схожа со сталью Р18.
Свойства стали марки Р9К5
Методы производства и обработки
Для производства инструментов, изготавливаемых из быстрорежущих сплавов, используются две основные технологии:
Классическая технология, предполагающая проковку изделия из быстрорежущего сплава, которое предварительно было отлито в специальную форму, позволяет наделить такое изделие более высокими качественными характеристиками.
Подобная технология помогает избежать формирования карбидных ликваций в готовом изделии, а также дает возможность подвергнуть его предварительному отжигу и дальнейшей закалке. Кроме того, данная технология изготовления позволяет избежать такого явления, как «нафталиновый излом», которое приводит к значительному повышению хрупкости готового изделия, изготовленного из быстрорежущего сплава.
Закалка готовых инструментов, выполненных из быстрорежущего сплава, осуществляется при температурах, которые способствуют лучшему растворению в них легирующих добавок, но в то же время не приводят к росту зерна их внутренней структуры. После выполнения закалки быстрорежущие сплавы имеют в своей структуре до 30% аустенита, что не самым лучшим образом сказывается на теплопроводности материала и его твердости. Для того чтобы уменьшить количество аустенита в структуре сплава до минимальных значений, используются две технологии:
Улучшение характеристики изделий
Чтобы инструменты, изготовленные из быстрорежущих сплавов, обладали высокой твердостью, износостойкостью и коррозионной устойчивостью, их поверхность необходимо подвергнуть обработке, к методам выполнения которой относятся следующие.
Инструменты, изготовленные из быстрорежущих сплавов, также подвергают обработке паром, что позволяет улучшить характеристики их поверхностного слоя. Следует иметь в виду, что все вышеперечисленные операции выполняются с инструментом, режущая часть которого уже заточена, отшлифована и подвергнута термической обработке.
Российские «быстрорезы» на клинках ножей
.jpg "быстрорез р12 что это. Смотреть фото быстрорез р12 что это. Смотреть картинку быстрорез р12 что это. Картинка про быстрорез р12 что это. Фото быстрорез р12 что это")
Быстрорежущие стали традиционно широко применялись российскими ножеделами в течение многих лет. Это были самые дешевые и доступные для приобретения варианты углеродистых сталей высокой твердости, которые применялись в первую очередь при кустарном изготовлении ножей. Сейчас, в связи с доступностью более современных сталей использование «быстрорезов» постепенно снижается, но тем не менее еще остается частью российской ножевой традиции.
Источник фото: https://ru-knife.livejournal.com/3109608.html
Эпоха создания быстрорежущих сталей началась в XIX веке и была связана с активным развитием технологий создания изделий из металла. Существовавшие тогда резцы не справлялись с их обработкой, слишком быстро разогреваясь и изнашиваясь на больших оборотах новых станков. В 1868 году, английский металлург Роберт Форестер Мюшет, управлявший на тот момент металлургической компанией Darkhill, в ходе тысяч изнурительных экспериментов сумел создать первые образцы новой инструментальной стали. Она получила название «Специальная сталь Р. Мюшета – RMS (Robert Mushet’s Special Steel)». RMS еще не была полноценной быстрорежущей сталью. Основным легирующим элементом в ее составе был вольфрам в пределах 9%, марганец 2,5% и углерод 1,85%. Сталь проходила термообработку воздушной струей после ковки, в то время как предыдущие стали закаливалсь с водой. Почти 30 лет сталь Мюшета использовалась в станочной обработке, позволяя увеличивать скорость производства продукции и справляясь с твердой сталью, пока на рынке не появилась по-настоящему первая быстрорежущая сталь американских инженеров Тэйлора и Уатта. Резцы из этой стали допускали скорость резания металла до 18 м/мин (метров в минуту). Она стала прообразом современной быстрорежущей стали Р18, которая имела 0,8 % углерода и 17-18 % вольфрама. Р18 стала «золотым стандартом» быстрореза вплоть до 70-х годов прошлого века. Затем, в связи с дефицитом вольфрама началась ее повсеместная замена на сталь марки Р6М5.
Источник фото: https://sites.google.com/site/keithlloydwebb/forest-of-dean-articles-1/father-of-steel
Термообработка быстрорежущих сталей требует особого внимания. Закалочная температура таких сталей 1200 градусов, калятся они с маслом, охлаждение воздушное при температуре порядка 200 градусов. Отпуск стали осуществляется при температуре 500 градусов. При этом стали достаточно капризны в термообработке и при ошибках быстро обезуглироживаются. Стали этой группы имеют даже свой индивидуальный дефект, возникающий при нарушениях термообработки, который приводит к повышенной хрупкости. Это так называемый «нафталиновый излом», причиной которого становится слишком высокая зернистость после закалки. Рекристализация, проходящая при очень высокой температуре может сопровождаться гигантским ростом зерна, которое потом не удается устранить. Качество быстрорежущей стали в значительной степени определяется также степенью ее прокованности. При недостаточной проковке наблюдается так называемая карбидная ликвация, представляющая собой остатки участков ледебуритной эвтектики, не разбитых ковкой. Чем резче выражена карбидная ликвация, тем более хрупкой становиться сталь. Твердость «быстрореза» обычно порядка 65 HRC.
Источник фото: https://5vitkov.ru/zakalka/
Механическая обработка быстрорежущих сталей достаточно сложна. Работа с ними требует больших усилий как при ковке, так при шлифовке и полировке. При этом качество реза такими ножами традиционно очень высокое. Такие ножи сохраняют остроту достаточно долго и зачастую по показателю удержания режущей кромки оставляют стандартные углеродистые стали далеко позади. При этом необходимо помнить, что такие результаты относятся только к сравнению с «обычными углеродками»: У7, У8, У10, 65Г и т.п. Сравнивать «быстрорезы» с современными сталями, особенно порошковыми не корректно. Возможность легирования порошковых сталей существенно превосходит быстрорежущие, а количество углерода в них может быть больше в несколько раз. Кроме того, распределение карбидов и их размеры, сама внутренняя структура этих видов сталей значительно отличаются. «Быстрорезы» также не подходят для применения при ударных нагрузках и поперечных нагрузках на клинок. Кроме того, любые варианты таких сталей подвержены коррозии, хотя сам процесс корродирования проходит на их поверхности несколько медленнее, чем на углеродистой стали.
Источник фото: https://zen.yandex.ru/media/nozh_nozhny/vosstanovi-kuhonnyi-noj-iz-bystroreza-podhodit-li-stal-r6m5-.
Быстрорез
Быстрорежущая сталь – сплав особого состава, выступающий сырьем для изготовления металлорежущих инструментов, работающих на высоких скоростях. К базовым характеристикам данной стали относятся сопротивление разрушению, красностойкость, высокая степень твердости.
Металл данного вида изготавливается методом прокатки и проковки, а также разливкой в слитки. В порошковой металлургии для получения данного проката используют метод распыления жидкого металла азотом.
Область использования
Из быстрорежущей стали производится особый инструмент – небольшие фрезы, метчики, сверла. Данный тип стали используется для выпуска простых инструментов, с помощью которых обрабатываются конструкционные материалы. Сферу применения быстрорежущих сталей дополняют сплавы с добавками. Наличие в составе вольфрама позволяет использовать сплав для нарезания резьбы или зубьев в инструментах. Кобальт в роли добавки позволяет обрабатывать сплавы, устойчивые к коррозии и высокой температуре. При добавлении ванадия сплав используют для изготовления инструментов, применяемых для чистовой обработки материалов.
Износостойкость и теплостойкость являются основными свойствами, которыми должны обладать материалы, используемые в производстве режущего инструмента. Во многих случаях к таким сталям предъявляют дополнительные требования. Это – коррозионная стойкость, способность сохранять неизменными размерные параметры и форму инструмента при высокой скорости резания, устойчивость к динамическим нагрузкам. Быстрорежущие инструментальные стали имеют теплостойкость (способность сохранять рабочие характеристики при длительном нагреве) – 600-6400С. Эти сплавы применяют для изготовления резцов, свёрл, долбяков, фрез, метчиков, протяжек, зенкеров, пил.
Маркировка быстрорежущей стали содержит букву Р, стоящая после неё цифра указывает на количество в процентах главного легирующего элемента – вольфрама. Буквой М обозначают количество молибдена, К – кобальта, Ф – ванадия. Согласно ГОСТ, быстрорежущие стали в своей маркировке не содержат указания на количество хрома (оно обычно равно 4%), ванадия – при его содержании менее 2%, молибдена – если его менее 1%.
Свойства быстрорежущих сталей определяются двумя основными компонентами – карбидами тугоплавких металлов и окружающей их стальной основой.
Карбиды вольфрама, ванадия, молибдена служат для обеспечения износостойкости инструмента, а стальная основа – для придания прочности, благодаря чему инструмент хорошо выдерживает ударные нагрузки.
ГОСТ 2379-77 Пластины из быстрорежущей стали к резцам. Формы и размеры
Такой материал, как быстрорежущие стали, отличается уникальными свойствами, что дает возможность использовать его для изготовления инструментов, обладающих повышенной прочностью. Характеристики сталей, относящихся к категории быстрорежущих, позволяют производить из них инструменты самого различного назначения.
Фрезы, метчики, развертки – типичные изделия, производимые из высококачественной быстрорежущей стали
Характеристики быстрорежущих сталей
К категории быстрорежущие стали относят сплавы, химический состав которых дополнен рядом легирующих добавок. Благодаря таким добавкам сталям придаются свойства, позволяющие использовать их для изготовления режущего инструмента, способного эффективно работать на высоких скоростях. Быстрорежущие инструментальные стали от обычных углеродистых сплавов как раз и отличает то, что инструмент, который из них изготовлен, может с успехом применяться для обработки твердых материалов на повышенных скоростях.
Фрезеровка детали на профессиональном гравировальном станке
К наиболее примечательным характеристикам, которыми отличаются быстрорежущие стали различных марок, нужно отнести следующие.
Характеристики и назначение быстрорежущих сталей
Быстрорез, за что его любят?
Самое важное преимущество инструмента из быстрорежущей стали – скорость резания. В момент появления инструменты были на грани фантастики и превосходили все ожидания. Конкурентами на тот момент у быстрорезов были инструментальные стали, их главный бич — полное отсутствие горячей твердости. Вот три пункта превосходства инструмента из быстрорежущей стали, за что они и обрели популярность: Важнейшее свойство – красностойкость. Определяет, сколько времени инструмент способен испытывать высокие температуры, прежде чем его режущие кромки начнут походить на печенье, упавшее в молоко. Например Р18 за 4 часа при температуре 620 градусов снизит прочность до 59 HRC. Наиболее ходовые инструментальные стали: У10, У12 120 выдержат нагрев 150-200, их твердость упадет не значительно, до HRC63. Дальнейшее повышение температур попросту критично и абсолютно не допустимо. Горячая твердость, вот за что быстрорез получил свое имя. Обработка металлов сильно нагревает инструмент. Традиционные приспособления из инструментальной стали, если смотреть на диаграмму отношения температуры и твердости, падали в бездну после порога в 200 градусов. Быстрорежущая сталь легко держала 60 HRC и при 600. Наиболее совершенные сплавы с высоким содержанием кобальта и 700 градусов. При использовании охлаждения скорость резания была огромной и полностью удовлетворяла всем требованиям. Для инструмент очень важна прочность или ударная прочность. Когда режущая кромка без последствий переносила ударные нагрузки, особенно при долбежных операциях, прерывистом точении и фрезеровке. Инструменты из быстрорежущей стали легко справлялись с этим наравне или лучше чем стали инструментальные.
Расшифровка обозначения марок сталей
Изначально быстрорежущая сталь как материал для изготовления режущих инструментов была изобретена британскими специалистами. С учетом того, что инструмент из такой стали может использоваться для высокоскоростной обработки металлов, этот материал назвали «rapidsteel» (слово «рапид» здесь как раз и означает высокую скорость). Такое свойство данных сталей и придуманное им в свое время английское название послужили причиной того, что обозначения всех марок данного материала начинаются с буквы «Р».
Правила маркировки сталей, относящихся к категории быстрорежущих, строго регламентированы соответствующим ГОСТ, что значительно упрощает процесс их расшифровки.
Первая цифра, стоящая после буквы Р в обозначении стали, указывает на процентное содержание в ней такого элемента как вольфрам, который во многом и определяет основные свойства данного материала. Кроме вольфрама быстрорежущая сталь содержит в своем составе ванадий, молибден и кобальт, которые в маркировке обозначаются, соответственно буквами Ф, М и К. После каждой из такой буквы в маркировке стоит цифра, указывающая на процентное содержание соответствующего элемента в химическом составе стали.
Пример расшифровки марки быстрорежущей стали
В зависимости от содержания в составе стали тех или иных элементов, а также от их количества, все подобные сплавы делятся на три основных категории. Определить, к какой из категорий относится сталь, достаточно легко, расшифровав ее маркировку.
Итак, стали быстрорежущих марок принято разделять на следующие категории:
Определение разновидности стали по искре
Как уже говорилось выше, характеристики сталей, относящихся к категории быстрорежущих, преимущественно определяются содержанием в них такого элемента как вольфрам. Следует иметь в виду, что если в быстрорежущем сплаве содержится слишком большое количество вольфрама, кобальта и ванадия, то по причине формирования карбидной неоднородности такой стали режущая кромка инструмента, который из нее изготовлен, может выкрашиваться под воздействием механических нагрузок. Таких недостатков лишены инструменты, изготовленные из сталей, содержащих в своем составе молибден. Режущая кромка подобных инструментов не только не выкрашивается, но и отличается тем, что имеет одинаковые показатели твердости по всей своей длине.
Маркой стали для изготовления инструментов, к которым предъявляются повышенные требования по их технологическим характеристикам, является Р18. Обладая мелкозернистой внутренней структурой, такая сталь демонстрирует отличную износостойкость. Преимуществом использования стали данной марки является еще и то, что при выполнении закалки изделий из нее они не перегреваются, чего не скажешь о быстрорежущих сплавах других марок. По причине достаточно высокой стоимости инструментов, изготовленных из стали этой марки, ее часто заменяют на более дешевый сплав Р9.
Технические характеристики стали марки Р18
Достаточно невысокая стоимость стали марки Р9, как и ее разновидности — Р9К5, которая по своим характеристикам во многом схожа с быстрорежущим сплавом Р18, объясняется рядом недостатков данного материала. Наиболее значимым из них является то, что в отожженном состоянии такой металл легко поддается пластической деформации. Между тем сталь марки Р18 также не лишена недостатков. Так, из данной стали не изготавливают высокоточный инструмент, что объясняется тем, что изделия из нее плохо поддаются шлифовке. Хорошие показатели прочности и пластичности, в том числе и в нагретом состоянии, демонстрируют инструменты, изготовленные из стали марки Р12, которая по своим характеристикам также схожа со сталью Р18.
Свойства стали марки Р9К5
II. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
2.1. Контроль внешнего вида осуществляется визуально при помощи лупы увеличения 4 по ГОСТ 25706.
2.2. Контроль параметров резцов проводят средствами контроля, имеющими погрешности измерения не более:
при контроле линейных размеров-значений, указанных в ГОСТ 8.051;
при контроле угловых размеров — 35 % допуска на проверяемый угол;
при контроле формы и расположения поверхностей — 25 % допуска на проверяемый параметр.
2.3. Контроль параметров шероховатости поверхностей резцов осуществляют сравнением с образцами шероховатости по ГОСТ 9378 или контрольными образцами, имеющими значения параметров шероховатости поверхностей не более указанных в п. 6.
2.4. Контроль твердости (п. 3) осуществляют в соответствии с ГОСТ 9013 приборами ТР по ГОСТ 23677.
2.5. Испытания резцов на работоспособность, средний и установленный периоды стойкости должны проводиться на токарных, строгальных и долбежных станках, соответствующих установленным для них нормам точности и жесткости.
2.6. Испытания резцов проводят на заготовках из стали марки 45 по ГОСТ 1050 твердостью 187-207 НВ с охлаждением 5 % раствором эмульсола в воде с расходом не менее 5 л/мин.
2.6.1. Вершины резцов устанавливают по линии центров станка с допустимыми отклонениями не более, мм:
js14…………………………………….. для точения наружных поверхностей;
……………………………………… для точения внутренних поверхностей;
-10………………………………………. для отрезки и прорезки.
2.6.2. Вылет режущей части резцов из резцедержателя не должен превышать:
(1,2 — 1,3)Н…………………………………… для точения наружных поверхностей;
длины оттянутой части резца………. для точения внутренних поверхностей;
длины узкой части резца……………… для прорезки и отрезки;
Н…………………………………………………. для строгания и долбления прямыми резцами;
2Н……………………………………………….. для строгания изогнутыми резцами.
2.7. Поверхности заготовки для испытаний должны быть предварительно обработаны до параметра шероховатости Ra
≤ 12,5 мкм, допуск радиального биения 0,1 мм.
2.8. Испытания резцов на работоспособность, средний и установленный периоды стойкости проводят на режимах, установленных в табл. 3 — 5.