Быстрорез что это такое

Телефон в Москве: 8 (495) 258-47-13, 8 (965) 384-92-35, info.r6m5@yandex.ru

Информация

Уважаемые контрагенты!

8 (495) 258-47-13 (многоканальный)

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.

Быстрорежущие стали обладают высокой прочностью, что позволяет использовать их для обработки твердых материалов. При этом скорость работы режущих, шлифовальных, сверлильных установок превосходит те, что можно добиться, применяя детали из инструментальной стали. Особое место в технике для быстрорежущих образцов нашлось при изготовления резьбонарезного инструмента, особенно работающего с ударными нагрузками.

В общем случае, под быстрорезами подразумевается легированная сталь, состав которой может содержать следующие химические элементы:

• углерод, кремний, магний, никель, сера, фосфор, а также кобальт менее 1%;

• стронций 3.8 – 4.4%;

• молибден 8 — 5.3;

• вольфрам 5 — 6.5;

• ванадий 7 — 2.1.

Примерно такой химический состав имеет быстрорез Р6М5. Изделия из подобных сплавов не только тверды, но также имеют красностойкость и горячую твердость, обладают вязкостью. Они, несмотря на склонность к обезуглероживанию, гарантируют относительно длительный срок эксплуатации в составе деталей оборудования.

Расшифровка — что обозначают символы маркировки?

Каков же смысл аббревиатуры Р6М5 – расшифровки стали по буквам? Такие обозначения оказались наследием советских времен.

Буква «Р» — это обозначение быстрорежущих сталей. Слово взято из транскрипции английского «rapid»», переводящегося, как «быстрый».

Цифра за буквой «Р» обозначает процентное содержание в сплаве вольфрама. Для описываемой марки оно колеблется в районе 6% с небольшими отклонениями.

Далее идет буква «М», обозначающая присутствие в сплаве молибдена. Параметр, стоящий рядом – доля присутствия вещества в составе.

Кроме Mo, быстрорежущие стали могут содержать в своей маркировке такие обозначения: «К» — кобальт, «Ф» — ванадий, «Т» — титан, «Ц» — цирконий.

Анализируя далее аббревиатуру Р6М5, расшифровка стали может включать дополнительные буквы. Если металл получили путем электрошлакового переплава, появляется номенклатура «Ш» (Р6М5-Ш). С внедрением новых технологий Р6М5 расшифровка стала встречаться и в такой интерпретации, Р6АМ5. Это означает легирование азотом, которое происходит на этапе охлаждения сплава после разогрева его до температуры закаливания (подробнее ниже). Такую сталь используют при изготовлении фрезерных кругов.

Сверло японской фирмы Nachi из стали HSS

Импортные аналоги быстрорезов маркируют, как HSS, что означает High Speed Steel, в буквальном переводе, это высокоскоростная сталь, а аналоги Р6М5 это стали:

• 1.3343 (Германия DIN);

• S600/S601 (стандарт Д-016);

• М2 (США ПО стандарты AISI/ASTM).

ГОСТ и ТУ стали Р6М5

Сталь Р6М5 описывается сразу несколькими ГОСТ и ТУ. В каждом из них содержатся изделия и технические требования к ним. Несмотря на переход металлопроката на твердые сплавы, Р6М5 характеристики удерживают эту марку в поле зрения многих сталелитейных производств. Все еще остаются востребованными следующие изделия, описанные соответствующими ГОСТами или ТУ:

• холодно-деформированные фасонные профили высокой точности ТУ 14-11-245-88;

• кованные круги или квадраты, сортамент — ГОСТ 1133-7;

• горячекатаные круги — ГОСТ 2590- 88;

• калиброванный пруток — ГОСТ 7417-75;

• прутки и полосы — ГОСТ 19265-73 (марка стали Р6М5К5);

• круги со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955-77;

• вероятно, остались еще ГОСТ, не вошедшие в список.

Этих стандартов придерживаются и до сих пор на многих предприятиях России.

Сталь Р6М5 характеристики

Основные свойства металла подобной марки – это: повышенная вязкость, хороший уровень сопротивления износу, приемлемая степень шлифуемости. Также следует учитывать факт, что подобная сталь обладает повышенной склонностью к обезуглероживанию. Как результат, металл этой марки применяется при производстве практически всех видов режущего инструмента, используемого под обработку углеродистых легированных конструкционных сталей. В частности металл Р6М5 востребован для дробеструйной обработки. Он используется при изготовлении резьбонарезного инструмента или оснастки, работающей с ударными нагрузками.

В химический состав стали Р6М5 входят, кроме вышеперечисленных углерода и молибдена, такие элементы:

Сталь вольфрамово-молибденовой серии, таково альтернативное наименование марки быстрорежущего металла Р6М5, способна сохранять присущие ей свойства при высоких температурах. Как пример, можно привести тот факт, что после термообработки твердость металла остается такой же, как у Р18. Более того, его прочность на изгиб достигает 4700 МПа. Превышает сталь Р6М5 марку Р18 и по таким характеристикам, как ударная вязкость или термопластичность. При этом в количественном отношении превосходство составляет 50%.

Перечисленные свойства стали этой марки обусловили ее промышленное применение, как металла, используемого для резки в условиях повышенных температур. Еще одна отличительная особенность стали Р6М5 – этот металл прекрасно держит заточку. В частности предпочтительнее использовать для этих целей быстрорез, чем нержавейку. К тому же сталь Р6М5 прекрасно справляется с ударными нагрузками, что делает ее востребованной в производстве сверл, развертки и кранов.

Трудности закалки быстрорежущей стали

Термообработка Р6М5 имеет ряд особенностей, связанных со свойством этой марки к обезуглероживанию, а также длительностью нагрева под закалку. Чтобы достичь 1230 градусов по Цельсию (температура закалки Р6М5) затрачивается времени на четверть больше, чем для марки Р18. Сначала делают отпуск при 200 и 300 градусах с выдержкой по часу. Дальнейшая обработка проходит в три этапа:

• 690 градусов длится 3минуты;

• 860 – аналогичное время;

• 1230 – 1.5 минуты.

Далее металл охлаждают для получения неравновесного состояния в селитре, масле и на воздухе. В последующей обработке применяют троекратный отпуск при температуре 560 градусов, с выдержкой по 1.5 часа. Удерживать кислород позволяет метод раскиления ванн бурой и фтористым магнием. На этапах отпуска в сплав добавляют легирующие элементы, образующие карбиды, что придает изделиям высокую прочность.

Несмотря на то, что закалка важный этап при изготовлении прочных сортов металлических сплавов, необходимым остается предварительный отжиг стали. Он способствует избавлению от эффекта повышенной хрупкости металла при высоких прочностных качествах.

Смотрите видео: закалка стали р6м5 в домашних условиях

Изделия нашедшее место в быту и на производстве

Сталь Р6М5, ее характеристики и применение для ножей. Это довольно распространенный предмет в быту, имеется ряд его производителей с мировым брендом, например, Rapid. В интернете присутствует множество видео с экспериментами, где используются ножи из стали марки Р6М5. Действительно они хорошо перерезают такие вещи: веревки, древесину, соответственно мясо с костями, прочее. Самый яркий эксперимент связан с попыткой разрезать ножом Р6М5 металлическую пластину толщиной в несколько мм, получилось.

Заготовки ножей из стали р6м5 — эта сталь очень популярна в быту

Следует добавить, быстрорежущая сталь Р6М5 не имеет склонности к легкому точению. Поэтому довольно часто владельцы ножей жалуются на невозможность наточить его. Во всяком случае бытовыми точилками этого сделать не получится. Видимо поэтому изделия из Р6М5 редко встречаются именно в быту, их чаще можно увидеть, как подсобный инструмент среди слесарного инвентаря или у заядлых рыбаков, охотников.

Почти в каждом доме можно встретить бытовой электроинструмент. Вспомогательные элементы (оснастка) к нему могут изготавливаться, как раз из быстрорезов.

Сверло Р6М5 используют в производстве бытовых инструментов, предназначенных для выполнения ремонтных работ. Дополнительно, существует мнение, что сверлить закаленное железо лучше маркой Р6М5К5. Кроме того, встречаются такие разновидности сверла:

• простые с односторонней заточкой;

• корончатые (для гипсокартона);

• ступенчатые;

• копьевидные для стекла и керамогранита;

• по камню, кирпичу, дереву.

Несмотря на выше отмеченный комментарий, сверло по металлу Р6М5 также довольно распространенный инструмент. Из р6м5 делают зенковки, коронки, конические машинные развертки, буры, резцы долбежные, полотна ножовочные.

Видео — Как сделать нож из Р6М5 своими руками

Как точить изделия быстрорезы

Подобная продукция подвержена износу и затуплению. Зная сталь Р6М5, характеристики и ее применение, можно предположить, что обычные шлифовальные круги из электрокорунда не смогут справиться с задачей, что, собственно, подтверждается практикой. Поверхность, подвергнутая заточке, остается шероховатой, а режущие качества уже не приближаются к первоначальным. Поэтому для возвращения товарных свойств рекомендуют отдавать изделия в заточку, где применяются круги из эльбора.

Стоимость металла в продукции

Купить Р6М5 в готовых изделиях несложно, однако стоимость сплава достаточно высока. Приведем небольшой прайс-лист изделий из стали этой марки. Так круг инструментальный, в зависимости от толщины: 2, 5 или 16 мм, стоит 1350, 1200, 600 рублей за килограмм, соответственно. Стоимость полосы инструментальной чуть ниже и составляет 620 рублей за килограмм.

Несомненно, цены на металл марки Р6М5 в продукции могут варьироваться, поэтому приведенные цифры стоит воспринимать относительно, только, чтобы определить уровень стоимости сплава. С другой стороны, высокие расценки на быстрорез, делают металл достаточно популярным при сбыте металлолома (см. лом быстрореза). Стоимость вторичной быстрорежущей стали существенно превосходит аналоги обычных марок металла. Альтернативно, изделия из сплава Р6М5, отслужившие свой эксплуатационный ресурс, могут использоваться как деловой лом, с более высокой стоимостью.

Изменение зависимости между температурой, временем воздействия и изменением физических свойств инструментальных легированных и быстрорежущих сталей.

Температура отпуска, °C

Время выдержки, час

Инструменты представленные на нашем сайте

Р6М5К5, Р9, Р9М4К8, Р18

Процентное содержание легирующих химических элементов в быстрорежущих сталях

Инструменты представленные на нашем сайте

Очень долго чтобы создавать предметы обихода, оружие убийства и орудия созидательного труда, использовались камни, дерево и лишь немного металл. Что вполне естественно. Металл трудно обрабатывать. Не торопливо металлургия и металлообработка развивалась, были придуманы токарные, фрезерные и другие станки. Встала проблема. Промышленная революция затормозилась из-за катастрофически низкой скорости резания металлов. Двигатели, хоть плохенькие и были. Способы передачи энергии были. Но произвести достаточное количество высокоточных металлических изделий, когда скорость резания ограничивалась 5 метрами в минуту, никак нельзя.
Ситуация стала меняться во второй половине 19 века. Тогда инженер Р. Мюшет смешав часть марганца, вольфрама и углерода, с обыкновенной сталью создал поистине совершенный, самый технологичный на тот момент сплав, его назвали «самокал». Он был дедом нынешних быстрорезов, 50 лет спустя средняя скорость резания самым совершенным инструментом возросла в 7. раз. Благодаря дальнейшему прогрессу, в начале 20 годов 20-го века, до 45 метров в минуту и все продолжает ускоряться.

В общих чертах снаружи и изнутри

Быстрорежущая сталь была совершенным сплавом своего времени. Она с лихвой удовлетворяла потребности промышленности, и отчасти превосходила ожидания. Первой полноценной сталью была Р9. Р происходит от английского Rapid – скорость. Вольфрам есть по умолчанию, значит и указывать его смысла нет. Содержание вольфрама – цифра после Р. Быстрорежущие стали содержат хрома и молибдена до 5%. Вольфрама может содержаться до 18 сотых частей. От 0,7 до 1,8 сотых углерода. И важнейший здесь металл – кобальт. Но он и самый дорогой, поэтому не превышает по содержанию 10%.

Изготовляют быстрорежущую сталь методом отливки или порошковой металлургии. Второй способ лег в основу изготовления и твердых сплавов. При отливке кроме качества листья огромное значение имела ковка. Или обработка давлением. Еще больше значит качественный отжиг и отпуск. Многие стали отпускают от при температуре от – 80 градусах до 900 градусов.

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.

Применение инструментов из быстрорежущих сталей

Сильная вибрация, обработка с малым охлаждением и прерывистое точение – самое место для кобальтовых быстрорезов Р9К5, Р9К10. Наиболее труднообрабатываемые и коррозионно-стойкие стали – их нива.

Для деликатной и точной обработки, с небольшим припуском, используются Р9Ф5, Р14Ф4 или ванадиевые быстрорезы.
Для истинно адских условий, больших припусков и наитвердейших материалов всех разновидностей, подходят как никогда Р9М4, Р6М3 вольфрамо-молибденовые быстрорежущие стали.

Широчайшее распространение получили Р18 и Р9. Из них делают фрезы, сверла, токарные резцы. Также развертки, зенкеры и огромное число всевозможных фасонных инструментов.

Инструменты из быстрорежущей стали имеют более чем столетнюю историю, но они идут ноздря в ноздрю с алмазными, металлокерамическими и инструментами из твердых сплавов. И там где они на сегодня применяются, не могут быть заменены. Пока на их замену поставить нечего, а значит и история их еще не закончена.

Схема термической обработки быстрорежущей стали