быстрорез р18 что это такое

Технические характеристики легированной стали Р18

В процессе изготовления режущего инструмента применяется особый вид стали, способный сохранять режущие свойства при работе на высоких скоростях резания. Такой металл называют быстрорежущим. Одним из достойных представителей является сталь Р18, а ее характеристики и эксплуатационные показатели описываются в статье.

Общее описание, расшифровка и состав

Сталь марки Р18 изготавливается из очень твердого сплава. Помимо железа и углерода, в его состав входят различные легирующие вещества, позволяющие улучшить показатели прочности, вязкости, упругости и других качеств.

Маркировка Р18 означает следующее:

Кроме этого в состав металла включены следующие химические элементы:

За счет добавления этих химических элементов производителям удается придать металлу прочность, надежность и долговечность. Такой материал идеально подходит для производства различных инструментов и деталей для фрезерных станков, нарезки внутренней и наружной резьбы, создания и обработки отверстий.

Инструмент, изготовленный из стали Р18, подходит для работы с конструкционной сталью, имеющей предел прочности до 1000 МПа, и цветными металлами.

Р18 – сплав, обладающий повышенной жаростойкостью и жаропрочность. Но сохранение твердости и эксплуатационных качеств металла возможно только при воздействии температур, не превышающих 600°С.

Сфера применения

Свойства стали Р18 позволяют использовать ее для изготовления всех видов режущего инструмента. Из этого материала производятся сверла, резцы, фрезы, развертки, зенкеры, метчики и другие инструменты, работающие при значительных нагрузках и нагреве режущей кромки.

Наибольшее распространение эта марка стали получила среди производителей клинков и ножей. Благодаря высокой твердости, ножевые полотна практически не затупляются. Но сохранить качество заточки в течение длительного времени можно, если использовать клинок для обработки не очень твердых материалов.

Заточка ножей может производиться самостоятельно. Но этот процесс очень трудоемкий. Затачивать лезвие ножа можно на обычном наждаке. Целесообразнее использовать для этих целей электрический станок с вращающимся точильным камнем.

Этапы термической обработки

В процессе проведения термообработки сталь обретает необходимые механические свойства. На начальном этапе материал подвергают нагреву до 1200-1300°С, а затем охлаждают, погружая в селитровые или масляные ванны, или же оставляя на воздухе. Охлаждение производится до температуры 550-560°С. За счет выделения карбидов и разложения остатков аустенита, детали приобретают максимальную твердость.

При воздействии высоких температур быстрорежущая сталь Р18 способна покрываться трещинами. Чтобы этого избежать, термообработку и отпуск проводят в несколько этапов. То есть детали нагревают и охлаждают путем постепенного повышения и понижения температуры и ограничения времени нахождения детали в зоне нагрева.

При ковке изделий на начальной стадии поддерживается температура 1200°С. Ближе к концу проведения работ она повышается до 1900°С. Затем готовая деталь медленно охлаждается путем погружения в колодец.

Технические характеристики

Технические характеристики стали Р18 соответствуют следующим параметрам:

Такие физические особенности материала позволяют ему выдерживать значительные нагрузки без потери эксплуатационных качеств.

Виды выпускаемой продукции

Вся продукция, изготавливаемая из стали марки Р18, должна соответствовать ГОСТу. В ассортимент выпускаемой продукции входит следующее:

Из стали марки Р18 изготавливаются толстые и тонкие листы, а также проволока.

Преимущества и недостатки

Сталь Р18 – это высокопрочный сплав, предназначенный для изготовления режущего инструмента. Ее применение позволяет сократить время выполнения работ в 4 раза. Она имеет не только плюсы, но и минусы.

К ее преимуществам можно отнести следующее:

В этом материале отлично сочетаются твердость, прочность и продолжительное сохранение режущих способностей.

Недостатков у этого металла немного, но они есть. Прежде всего, сплав Р18 не применяется для изготовления сварных конструкций. Его тяжело ковать самостоятельно, так как для его расплавления требуется производить нагрев до критических температур, а процесс закаливания очень сложен.

Как следует из расшифровки стали марки Р18, она является высоколегированной, что сказывается на конечной стоимости готовых изделий. Банальная покупка кухонного ножа обойдется потребителю в круглую сумму.

Несмотря на содержание хрома, металл поддается коррозии. Поэтому изготовленные из него изделия требуют особого ухода. А выполнить качественную заточку инструмента в домашних условиях практически невозможно.

Марки сплавов аналогичного качества

Аналогичные сферы применения и характеристики стали Р18 присущи и другим маркам металлов. Причем аналоги выпускаются как в России, так и далеко за ее пределами. Среди российских аналогов выделяется сплав марки Р12.

Среди зарубежных аналогичными свойствами обладают следующие марки сталей:

Состав аналогов стали Р18 несущественно отличается от оригинала, а потому они также широко применяются в российской металлообрабатывающей промышленности.

Заключение

Сталь Р18 отличается высокими показателями твердости и прочности, которые прекрасно сочетаются с гибкостью. Поэтому данный металл обрел заслуженную популярность среди производителей ножей, клинков, ножовок, сверл и другого режущего инструмента.

Источник

Быстрорежущая сталь Р18. Расшифровка, состав и обработка

Химический состав стали Р18

Особенности производства режущего инструмента

Готовый инструмент, например, сверла, в соответствии с требованиями ГОСТ 2034-80 должны обладать твёрдостью на хвостовике 63 — 65 по HRC, а режущая часть должна иметь твердость 63 — 68 HRC.

После того как заготовки, прошли все процедуры термообработки, их отправляют на шлифование. Для этого применяют особо точные шлифовальные специализированные станки, способные обеспечить следующие допуски на сверла повышенной точности (А1, В1) — по h8, для свёрл класса В — h9.

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Физические свойства Р18

Характеристики и применение

Рассматривая марку Р18 характеристики следует учитывать, что она часто подвергается термической обработке. К основным качествам относят:

Механические свойства стали Р18 при повышенных температурах

Механические и физические свойства стали Р18

Существенным недостатком назовем карбидную неоднородность. При изготовлении больших инструментов и их применении режущая часть может выкрашиваться. Решают проблему путем увеличения количества карбидной фазы. Проводимая термическая обработка делает структуру мелкозернистой и более устойчивой к механическому воздействию.

Применение Р18 можно связать с физическими особенностями материала. Они следующие:

Ковка предусматривает нагрев заготовки до температуры 1200 градусов Цельсия. Свариваемость сплава хорошая, подогревать материал не нужно. Поверхность можно шлифовать при использовании обычных абразивных кругов.

Диск бензопилы из стали Р18

Саморезы, изготовленные из стали Р18

Область применения стали Р18 весьма велика. В большинстве случаев она применяется при изготовлении режущих лезвийных инструментов, которые могут применяться для механической обработки металлов с различной твердостью.

При применении инструментов, которые изготовлены из рассматриваемого инструментального сплава, скорость обработки увеличивается в 4 раза.

Существенно расширить область применения можно за счет закалки и отпуска, в некоторых случаях проводится ковка.

Механические свойства Р18 в зависимости от температуры отпуска

Плюсы

Механические свойства стали Р18 в термообработанном состоянии при повышенных температурах

Минусы

Механические свойства стали Р18 в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах

Особенности термической обработки

Термическая обработка при температуре порядка 1200 — 1300 ºC, с последующим отпуском, вызывает дисперсионное затвердевание. В процессе закаливания большая часть карбида Fe3W3C разлагается и переходит в твердый раствор аустенитного или мартенситного типа. Это приводит к насыщению сплава углеродом, вольфрамом и другими легирующими элементами. Отпуск, который выполняют при температурах в 550 — 560 ºC приводит к повышению твердости до максимальных параметров. Это происходит в следствии выделении карбидов и разложение остатков аустенита.

Инструмент сложной формы, в т.ч. тонколезвийный или работающий в условиях переменной нагрузки, например, на прерывистом точении должен обладать высокой прочностью и вязкостью.

Нагревание под закаливание сталей типа Р18 выполняют при таких температурах и временных паузах, которые обеспечат разложение карбидов и упрочнение аустенита. Это необходимо для получения необходимой теплостойкости.

Тонколезвийный инструмент, с размерами режущей части от 3 до 5 мм температура закаливания должна быть ниже на 10 — 20 ºC от максимальной (1250 ºC).

Высокие температуры, которые необходимы для проведения термической обработки впоследствии могут привести к появлению трещин и излишних напряжений. Для того, чтобы избежать этих неприятностей, подогрев материала выполняют в два этапа. Первый нагрев выполняют при уровне температуре 400 — 500 ºC, второй при 800 — 850 ºC. По достижении окончательной температуры, а это 1200 — 1300 ºC, время нахождения детали в зоне нагрева ограничивают. Допустимое время рассчитывают из соотношения 10 — 15 секунд на 1 мм толщины (диаметра). То есть сверло диаметром 5 мм может находиться при таком режиме порядка 50 — 75 секунд.

Время нахождения заготовки на подогреве может быть удвоено в сравнении с пиковой нагрузкой. То есть, то же сверло будет находиться на подогреве порядка 100 — 150 секунд.

Предварительный и финишный нагрев выполняют в соляной ванне. Она заполняется смесью из:

Для предохранения заготовок от окисления раствор раскисляют с помощью фтористого магния.

Отпуск стали проводят также в несколько этапов. Заготовки выдерживают при температуре 550- 570 ºC, причём необходимо провести два — три сеанса длительностью один час каждый

Расшифровка маркировки стали

Маркируется быстрорез Р18 при использовании определенных стандартов. В рассматриваемом случае расшифровка позволяет определить только содержанием вольфрама, концентрация которого указывается цифровой. Первая буква определяет группу быстрорежущих сталей. Концентрация других химических веществ определяет ГОСТом, не указывается при маркировке сплавов рассматриваемой группы.

Источник

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.

Источник