Черный металлопрокат, Черкассы

Круги з швидкорізальної (інструментальної) стали купити, ціна, доставка, ГОСТ
Швидкорізальні сталі — леговані сталі, призначені, головним чином, для виготовлення металорізального інструменту, що працює при високих швидкостях різання.
Швидкорізальна сталь повинна володіти високим опором руйнуванню, твердістю (в холодному і гарячому станах) і красностойкостью.
Високим опором руйнуванню і твердістю в холодному стані володіють і вуглецеві інструментальні сталі. Проте інструмент з них не в змозі забезпечити високошвидкісні режими різання. Легування швидкорізальних сталей вольфрамом, молібденом, ванадієм і кобальтом забезпечує гарячу твердість і червоностійкість сталі.
Історії створення
Для обточування деталей з деревини, кольорових металів, м'якої сталі різці зі звичайної твердої сталі були цілком придатні, але при обробці сталевих деталей різець швидко розігрівався, швидко зношувався і деталь не можна було обточувати зі швидкістю більше 5 м/хв[1].
Бар'єр цей вдалося подолати після того, як у 1858 році Р. Мюшетт отримав сталь, що містить 1, 85 % вуглецю, 9 % вольфраму і 2, 5 % марганцю. Через десять років Мюшетт виготовив нову сталь, що отримала назву самокалки. Вона містила 2, 15 % вуглецю, 0, 38 % марганцю, 5, 44 % вольфраму 0, 4 % хрому. Через три роки на заводі Самуеля Осберна в Шеффілді почалося виробництво мюшеттовой сталі. Вона не втрачала ріжучої здатності при нагріванні до 300 °C і дозволяла в півтора рази збільшити швидкість різання металу — 7, 5 м/хв.
Через сорок років на ринку з'явилася швидкорізальна сталь американських інженерів Тейлора і Уатта. Різці з цієї сталі допускали швидкість різання до 18 м/хв. Ця сталь стала прообразом сучасної швидкорізальної сталі Р18.
Ще через 5-6 років з'явилася сверхбыстрорежущая сталь, допускає швидкість різання до 35 м/хв. Так, завдяки вольфраму було досягнуто підвищення швидкості різання за 50 років у сім разів і, отже, у стільки ж разів підвищилася продуктивність металорізальних верстатів.
Подальше успішне використання вольфраму знайшло собі застосування в створенні твердих сплавів, які складаються з вольфраму, хрому, кобальту. Були створені такі сплави для різців, як стеллит. Перший стеллит дозволяв підвищити швидкість різання до 45 м/хв при температурі 700-750 °C. Сплав виду, випущений Круппом в 1927 році, мав твердість за шкалою Мооса 9, 7—9, 9 (твердість алмаза рівна 10).
У 1970-х роках у зв'язку з дефіцитом вольфраму швидкорізальна сталь марки Р18 була майже повсюдно замінена на сталь марки Р6М5 (так званий «самокал», самозакаливающаяся сталь), яка, в свою чергу, витісняється безвольфрамовыми Р0М5Ф1 і Р0М2Ф3.

Характеристики швидкорізальних сталей
Гаряча твердість
При нормальній температурі твердість вуглецевої сталі навіть дещо вищою за твердість швидкорізальної сталі. Однак у процесі роботи ріжучого інструменту відбувається інтенсивне виділення тепла. При цьому до 80 % виділеного тепла йде на розігрів інструменту. Внаслідок підвищення температури ріжучої кромки починається відпустка матеріалу інструмента і знижується його міцність.
Після нагрівання до 200 °C твердість вуглецевої сталі починає швидко падати. Для цієї сталі недопустимий режим різання, при якому інструмент нагрівався б вище 200 °C. У швидкорізальної сталі висока твердість зберігається при нагріванні до 500-600 °C. Інструмент з швидкорізальної сталі більш продуктивний, ніж інструмент з вуглецевої сталі.
Червоностійкість
Якщо гаряча твердість характеризує те, яку температуру сталь може витримати, то червоностійкість характеризує, скільки часу сталь буде витримувати таку температуру. Тобто наскільки тривалий час загартована і відпущена сталь буде чинити опір разупрочнению при розігріві.
Існує кілька характеристик красностойкости. Наведемо два з них.
Перша характеристика показує, яку твердість буде мати сталь після відпустки при певній температурі протягом визначеного часу.
Другий спосіб охарактеризувати червоностійкість заснований на тому, що інтенсивність зниження гарячої твердості можна виміряти не тільки при високій температурі, але і при кімнатній, так як криві зниження твердості при високій температурі і кімнатній йдуть еквідистантно, а виміряти твердість при кімнатній температурі, зрозуміло, набагато простіше, ніж за високою. Дослідами встановлено, що ріжучі властивості втрачаються при твердості 50 HRC при температурі різання, що відповідає приблизно 58 HRC при кімнатній. Звідси червоностійкість характеризується температурою відпустки, при якій за 4 години твердість знижується до 58 HRC (позначення К4р58).

Виготовлення та обробка швидкорізальних сталей
Швидкорізальні сталі виготовляють як класичним способом, так і методами порошкової металургії . Якість швидкорізальної сталі в значній мірі визначається ступенем її прокованости. При недостатній проковуванні виготовленої класичним способом стали спостерігається карбідна ізоляція.
При виготовленні швидкорізальних сталей поширеною помилкою є підхід до неї як до «самозакаливающейся сталі». Тобто достатньо нагріти сталь і охолодити на повітрі, і можна отримати твердий зносостійкий матеріал. Такий підхід абсолютно не враховує особливості високолегованих інструментальних сталей.
Перед загартуванням швидкорізальні сталі необхідно піддати відпалу. У погано відпалених сталей спостерігається особливий вид шлюбу: нафталіновий злам, коли при нормальній твердості стали вона володіє підвищеною крихкістю.
Грамотний вибір температури загартування забезпечує максимальну розчинність легуючих добавок в α-залізі, але не приводить до зростання зерна.
Після загартування сталі залишається 25-30 % залишкового аустеніту. Крім зниження твердості інструмента, залишковий аустеніт призводить до зниження теплопровідності сталі, що для умов роботи з інтенсивним нагріванням ріжучої кромки є вкрай небажаним. Зниження кількості залишкового аустеніту домагаються двома шляхами: обробкою сталі холодом або багаторазовим відпусткою. При обробці сталі холодом її охолоджують до -80...-70 °C, потім проводять відпустку. При багаторазовому відпуску цикл «нагрів — витримка — охолодження проводять по 2-3 рази. В обох випадках досягають значного зниження кількості залишкового аустеніту, проте повністю позбавитися від нього не виходить.
Принципи легування швидкорізальних сталей
Висока твердість мартенсіту пояснюється розчиненням вуглецю в α-залізі. Відомо, що при відпустці з мартенсіту в вуглецевої сталі виділяються найдрібніші частинки карбіду. Поки виділилися карбіди ще перебувають у найменшому дисперсному розсіянні (тобто на першій стадії виділення при відпустці до 200 °C), твердість помітно не знижується. Але якщо температуру відпустки підняти вище 200 °C, відбувається зростання карбідних виділень, і твердість падає.
Щоб сталь стійко зберігала твердість при нагріванні, потрібно її легувати такими елементами, які утрудняли б процес коагуляції карбідів. Якщо ввести в сталь який-небудь карбидообразующий елемент у такій кількості, що він утворює спеціальний карбід, то червоностійкість стрибкоподібно зростає. Це обумовлено тим, що спеціальний карбід виділяється з мартенсіту і коагулює при більш високих температурах, ніж карбід заліза, так як для цього потрібно не тільки дифузія вуглецю, але і дифузія легуючих елементів. Практично помітна коагуляція спеціальних карбідів хрому, вольфраму, молібдену, ванадію відбувається при температурах вище 500 °C.
Червоностійкість створюється легуванням стали карбідоутворювальними елементами (вольфрамом, молібденом, хромом, ванадієм) в такій кількості, при якому вони пов'язують майже весь вуглець в спеціальні карбіди. І ці карбіди переходять в розчин при загартуванню. Незважаючи на сильне розходження в загальному хімічному складі, склад твердого розчину дуже близький у всіх сталях, атомна сума W+Mo+V, визначає червоностійкість, дорівнює приблизно 4 % (атомн.), звідси красностойкости і ріжучі властивості у різних марок швидкорізальних сталей близькі. Швидкорізальна сталь, що містить кобальт, перевершує по ріжучих властивостей інші сталі (він підвищує червоностійкість), але кобальт дуже дорогий елемент.