Виды быстрорежущих сталей

Дефицит вольфрама

Конечно же, в 1860-х годах, когда многие элементы были в полном изобилии, сталь с добавлением вольфрама считалась самой прочной. Со временем этого элемента в природе становится все меньше, а цена на него растет.

С экономической точки зрения добавлять большое количество W в сталь стало нецелесообразным. По этой причине сталь Р6М5 пользуется намного большей популярностью, чем Р18. Посмотрев их химический состав, можно увидеть, что содержание вольфрама в Р18 – 17-18,5%, в то время, как в вольфрамомолибденовом сплаве – до 6,5% максимум. Кроме того, в самокале присутствует до 0,25% меди и молибдена до 5,3%.

Улучшение характеристики изделий из HSS-сталей

Для придания твердости материала, стойкости к износу и устойчивости к коррозии поверхность инструментов подвергают дополнительной обработке. К таким методам относятся:

1. Азотирование. Насыщение азотом слоя поверхности проводится в газовой среде, которая состоит из 80% азота и 20% аммиака или на 100% из аммиака. Технологический процесс длится от 10 до 40 минут при температуре 500-600оС и приводит к укреплению поверхностной оболочки.
2. Цианирование. Насыщение осуществляется в жидкой или газовой среде, состоящей из химического элемента — цинка. Процесс высокотемпературного цианирования длится от 5 до 45 минут при температуре 800-900оС. Низкотемпературный процесс происходит при 500-600оС и обеспечивает износостойкость и высокую твердость инструменту.
3. Сульфидирование. Насыщение поверхностей стальных изделий серой осуществляется при 550-600оС путем нагревания в серноазотистых солях в течение 2-3 часов. В результате процесса повышается износоустойчивость стальных изделий.

Суть химико-термической обработки заключается в проникновении различных химических элементов в атомную кристаллическую решетку железа при нагревании деталей из стали в среде, насыщенной необходимыми элементами.

Быстрорежущие легированные стали предназначены для производства металлорежущего инструмента, который используют при работе на высоких скоростях. HSS-сплавы отличаются способностью сохранения износостойкости и сопротивляемости к разрушению при повышенных температурах. Добавление в состав стали молибдена, вольфрама, кобальта и ванадия обеспечивает красностойкость и горячую твердость.

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.

закалка

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

Другие легирующие элементы

Кроме уже вышеперечисленных углерода, марганца, вольфрама и молибдена, сталь Р6М5 также содержит в своем составе кобальт (до 0,5%), хром (4,4%), медь (0,25%), ванадий (2,1%), фосфор (0,03%), серу (0,025%), никель (0,6%) кремний (0,5%). Для чего же они необходимы?

У каждого легирующего элемента есть своя функция. Так, например, хром необходим для термического упрочнения, а никель повышает вязкость. Молибден и ванадий практически устраняют хрупкость после отпуска. Некоторые из легирующих элементов улучшают такие свойства стали, как красностойкость и горячая твердость.

Сталь Р6М5, характеристики которой мы изучаем, в закаленном состоянии имеет твердость 66 HRC при температуре испытаний до 600 °С. Это означает, что даже при сильном нагреве она не теряет свои характеристики прочности, а значит, не изнашивается и не деформируется.

Закалка стали

Термическая обработка р6м5 имеет ряд особенностей, связанных со свойствами данной марки касающихся обезуглероживания и длительности нагрева под закалку. Сначала делают отпуск при 200 и 300 градусах по часу на каждый. Затем по 3 минуты обработка при 690 и 860 градусах, а затем полторы минуты идет обработка при температуре 1230 градусов. После чего металл охлаждается до неравновесного состояния в селитре, масле и на воздухе.

В дальнейшем применяют троекратный отпуск при 560 градусах при полуторачасовой выдержке. На этих стадиях добавляются легирующие элементы с образованием карбида для создания достаточной прочности. Необходимо также производить предварительный отжиг, что избавляет металл от хрупкости и придает дополнительную прочность.

Сортамент и нормативная документация

Выплавка стали и изготовление проката должно осуществляться в соответствии с требованиями Государственного стандарта. Основным нормативным документом, которым руководствуются сталелитейщики, является ГОСТ 19265-73. А в качестве основных видов металлопроката выступает следующее:

• кованые и горячетканые круги;
• круги, имеющие специфическое покрытие;
• прутки и полосы;
• калиброванные прутки;
• высокоточные фасонки;
• квадратный профиль.

Существуют и другие виды проката, регламентируемые ГОСТом.

Особенности термической обработки

Инструментальная сталь Р6М5 относится к самозакаливающимся видам

Но чтобы добиться высоких прочностных показателей, в процессе ее производства важно соблюдать технологию обработки

Термообработка проводится в несколько этапов. Первоначально сталь нагревают в соляной ванне при температуре 500°С и 850°С. В таких температурных режимах ее выдерживают в течение 15-20 секунд.

Далее производят нагрев материала при температуре 1280°С. Время нагрева рассчитывается исходя из толщины проката. На каждый миллиметр металла требуется 10 секунд закалки. Для улучшения свойств материала производят отпуск в течение 3-х часов с понижением температуры до 580°С.

Преимущества и недостатки

Сталь Р6М5 имеет определенные плюсы и минусы. К преимуществам материала, как уже говорилось выше, относится твердость, сохраняемая даже при сильном нагреве. В отличие от сталей других марок, сталь Р6М5 не теряет прочностных характеристик даже при безостановочном бурении на высоких оборотах. Она устойчива к повреждениям при механическом и динамическом воздействии.

Режущие инструменты долго сохраняют качество заточки. С их помощью удается разрезать твердые материалы. Сталь хорошо поддается обработке на шлифовальном оборудовании.

К недостаткам можно отнести невозможность заточки ножей в бытовых условиях. Не рекомендовано применение этого материала и для сварных конструкций.

Отжиг

Как правило, производство такого сплава классическое и применятся для всех быстрорежущих сталей. Однако следует учитывать, что для того, чтобы вольфрамомолибденовый сплав был действительно прочным, твердым и износостойким, его необходимо подвергнуть отжигу.

Если другие марки, например, Ст45, теряют свои свойства прочности при отжиге, то быстрорежущие, наоборот, улучшаются и становятся крепче и твердее. Именно поэтому Р6М5 перед закалкой отжигают. Как это происходит?

Прокат (например, полотно «сталь Р6М5») толщиной около 22 мм в специальной печи нагревают до температуры 870 °С, затем остужают до 800 °С, а затем снова нагревают. Таких циклов может быть около 10.

Кроме того, после пятого необходимо плавно снижать температуру. Например, нагрев снова но до 850 °С охладить до 780 °С. И так до тех пор, пока не дойдет до отметки 600 °С.

Такой сложный процесс отжига объясняется наличием зерен аустенита в легированных сплавах, что является крайне нежелательным. Нагрев и охлаждение позволяет максимально растворить легирующие элементы, но при этом аустенит не будет расти.

Если не выдержать температурный режим и произвести отжиг при температуре более 900 °С, то в сплаве образуется повышенное количество аустенита и твердость понизится. Охлаждение же рекомендуется проводить при помощи масляных ванн, это убережет вольфрамомолибденовый сплав от трещин и надколов.

Цена на сталь Р6М5

Стоимость Р6М5 довольно высока. Так, в Москве, круг с толщиной 2 мм стоит 1350 рублей за килограмм, а толщиной в 16 мм, его цена составит 600 рублей за килограмм. Для сравнения, обычная углеродистая стал стоит в пределах 20 — 40 рублей за килограмм.

Именно высокая стоимость быстрореза подталкивает предприятия, которые используют его в работе собирать его отходы и сдавать в соответствующие организации. Затем, Р6М5 отправляют на переплавку и изготавливают новый инструмент.

Немного истории

Своим происхождением сталь Р6М5 обязана очередной промышленной революции, происходившей в Британии. В середине XIX века остро встал вопрос обработки сталей и сплавов. Существующий на то время режущий инструмент быстро разогревался и качество обработки сводилось к нулю. В результате исследований, проведенных английским ученым-сталеваром Р. Мюшшетом, была опробована сталь, содержащая в своем химическом составе — углерод, вольфрам, марганец и другие легирующие добавки.

Почти через полвека, американские металлурги создали сталь, которая стала прообразом современного быстрореза Р18. Примерно в то же время и сформировалась рецептура стали Р6М5.

Надо сказать, что появление быстрореза, послужило основанием для существенного роста производительности в металлообработке.

Рейтинг: 5/5 — 4
голосов

Применение сплава

Приведённые качества этой стали определили её непосредственное место в производстве. В основном она применяется для резки других материалов в условиях экстремально высокой температуры. Гораздо практичнее применять для этих задач быстрорез, чем какие-нибудь нержавеющие сплавы. Характерная черта Р6М5 – превосходное удерживание заточки, благодаря высоким показателям твёрдости.

Также этот прекрасный металл очень хорошо переносит ударные перегрузки, что обуславливает его востребованность в изготовлении кранов, свёрл и развёртки.

Клинок для ножа из стали Р6М5.

Р6М5 со своими свойствами динамично используется для выпуска ножей. Вследствие широкого использования и производства этого инструмента, существует множество известных изготовителей, к примеру, тот же Rapid.

Проводятся многочисленные эксперименты, в которых применяются ножи из Р6М5. Они эффективно справляются с резкой следующих предметов с повышенной прочностью: толстые верёвки, дерево, кости и т.д. Самое эффектное удачное испытание — резка ножом, выполненным из Р6М5 железной пластинки, которая была в несколько мм толщиной – не без трудностей, но удалось.

Когда Р6М5 используется для изготовления ножей, она обычно закаливается до HRC 60-62, хотя иногда этот параметр доводят и до HRC 66-67.

Benchmade является одной из крупнейших компаний по производству ножей, использующих сталь Р6М5. Этот сплав уникален по своему составу, он содержит большое количество молибдена и вольфрама, но в результате даёт очень мелкозернистую сталь, идеально подходящую для создания клинков.

ГОСТ и ТУ стали Р6М5

Информация о стали Р6М5 имеется одновременно в нескольких ГОСТ и ТУ. Во всех присутствуют продукция и её технологические параметры. Невзирая на перенаправление металлопроката на твёрдые сплавы, благодаря своим свойствам Р6М5 до сих пор пользуется большой популярностью на многих производствах.

https://youtube.com/watch?v=ccSlXrxQTSg

Инструментальные твёрдые сплавы.

Твердые сплавы стандартных марок выполнены на основе карбидов вольфрама, титана и тантатла. В качестве связки используется кобальт. В зависимости от состава карбидной фазы и связки обозначение твердых сплавов включает буквы, характеризующие карбидообразующие элементы (В-вольфрам, Т-титан, вторая буква Т-тантал) и связку (К-кобальт). Массовые доли элементов выражаются в процентвном отношении, сумма которых составляет 100%. Например, марка ВК8 (однокарбидный сплав) содержит 8% кобальта и 92% карбидов вольфрама; марка Т5К10 (двухкарбидный сплав) содержит 5% карбидов титана, 10% кобальта и 85% карбидов вольфрама; марка ТТ8К6 (трехкарбидный сплав)содержит 6% кобальта, 8% карбидов титана и тантала, 86% карбидов вольфрама.

Основные физико-механические свойства твердых сплавов

Доброе время суток. Подскажите какое отличие между бысторежущими сталями Р9 и Р6М5 если их использовать на заготовку для ножа. Дело в том, что на базаре нашёл полу лысую промышленую пилу по металу с маркеровкой Р9 толщеной 2.3, хозяин сказал, что она еще совдеповская – вот и думаю брать или не брать?

это само собой! А вот насчёт, что лучше Р9 или Р6М5? Конечно понятно что обое будут брить.

брить то будет почти любая железяка при должной заточке.

Берите любую,хороший материал.

ASDER_K ты кого комментируешь? меня или автора.если меня – то я этого не говорил

бгать, бгать и ещё газ бгать. если увидите советскую пилу из р18 однозначно берите.

брать скока дают. р9 хрупче. в р6м5 молибдена 5 процентов, шо есть гут.

В домашних условиях ничего хорошего не выйдет, 500 градусов для быстрореза- нормальная температура.Хрупкость быстрорезов сильно преувеличена, на небольших клинках он работает отлично.Я делал несколько клинков из Р6М5 с очень тонкими спусками, вроде все пока целы и режут они великолепно.Р9 не пробовал, Р18 действительно хрупковата, кончик лезвия на рабочем косяке несколько раз ломал при боковых нагрузках.

слухи о хрупкости быстрорезов сильно преувеличены – это точно.уж насколько рокстид тонко сведен хоть и в линзу – но не крошится )

о хрупкости быстрорезов слухов нет. р6м5 в полотнах вполне себе хорошая сталюка. на малых ножах с клинком до 150 мм вроде ничего с ней не случается.а вот Р-18 хорошо крошится, есть опыт.р-9 тоже. просто смотря чего ножом делать и какая геометрия клина. но, при стоимости полотна мехпилы в 50 рублей, коего хватает на 2 средних ножа, вопросы хрупкости можно счесть малодолбучими. например, что будет с ЗДП-189 и прочими сталюками этого класса, если при геометрии половинных бритвенных спусков с 0,5 у РК и длине клинка в те же 150 мм ей дровишек поколоть али мяса с рубкой костей порезать?

тоже ничего особенного особенно если 0,5 на РК. проверено (хотя конечно было всего 90мм) но это не меняет принципиально ситуацию.

Если есть возможность, предпочитаю брать именно уже поработавшие пилы. Резонов два – они несколько подешевле новых и, главное, по следам износа видно качество металла. Если при работе полотно не повело, зубов высыпанных нет, значит нет и скрытых трещин и перекала.

Характеристики быстрорежущих сталей

Быстрорежущие сплавы появились относительно недавно. До их появления для обточки изделий из дерева или цветных металлов применялись обычные стальные резцы, при использовании которых возникали некоторые трудности. Они имели очень маленький срок службы ввиду быстрого износа и сильно нагревались, из-за чего работы на больших скоростях делалась невозможной.

Проблема была решена в 1858 году после получения сплава, в котором как основные легирующие добавки были использованы вольфрам и марганец. В течение последующих десятилетий методом многочисленных экспериментов было получено несколько видов сверхпрочных металлов, которые позволили значительно увеличить скорость и продуктивность металлорежущих станков.

К категории быстрорежущих сталей относят большую группу сплавов, в составе которых имеются легирующие элементы, позволяющие добиваться стойкости к износу и сильному нагреванию.  От обычных углеродистых сплавов их отличает высокий показатель прочности, который позволяет использовать инструменты из них для обработки твёрдых материалов.

Клинок из быстрореза.

Быстрорезы имеют ряд примечательных характеристик, по которым их можно отличить от других марок сталей, к ним относят следующие:

1. Сохранение твёрдости при высоких температурах, так называемая горяча твёрдость. Любые предметы при трении нагреваются. Температура режущего инструмента, работающего на огромных оборотах, увеличивается очень быстро до высоких показателей. Обычные стали при таком нагреве подвергаются отпуску, из-за чего теряют свои рабочие свойства. Быстрорежущая сталь не подвергается подобным процессам, так как её состав позволяет ей выдерживать температуру до 6000 градусов Цельсия без потери прочности.
2. Высокая красностойкость – параметр сплава, характеризующийся временным промежутком, в течение которого он способен работать при высокой температуре без потери первоначальных свойств.
3. Сопротивление разрушительным процессам. Помимо стойкости к сильному нагреву быстрорезы должны иметь повышенные механические показатели, в сравнении с обычными металлами. Инструменты из таких сплавов даже под высоким давлением не крошатся и не переламываются, за счёт чего активно применяются для изготовления свёрл и резцов.

Добро пожаловать на сайт компании ООО «ЦИРКОН»

Наша компания специализируется на оптовых и мелкооптовых поставках быстрорежущих сталей марок: Р6М5, Р6М5Ф3, Р6М5К5, Р18,Р18Ф2, Р18Ф2К8М, Р9К5,Р9М4К8, Р12Ф2К8М3 а так же инструментальных сталей марок: 9ХС, ХВГ, 95Х18, Х12МФ, Х12М, Х12Ф1, 4Х5МФС, 3Х2В8Ф, 5ХНМ, 3Х3М3Ф, 4Х5В2ФС, 4Х4ВМФС(ДИ22), 6ХВ2С, 5ХВ2С, Х6ВФ и т.п. (Круг, полоса, лист, квадрат). Реализация металлопроката осуществляется с нашего склада, который расположен в г. Люберцы Схема проезда. Реализуя металлопрокат со своего склада мы гарантируем его наличие, соответствие марке и ГОСТу 19265-73 (по химическому составу).

Компания ООО «ЦИРКОН» имеет возможность поставлять быстрорежущую и инструментальную сталь с баз Госрезерва, что позволяет предлагать нашим клиентам наиболее выгодные цены.

Мы работаем с 9.00 до 17.30 ежедневно, кроме сб. вс.

ГОСТ и ТУ

Требования к производству, технические характеристики, процесс термообработки  и элементный состав быстрорежущих сталей регулируют специальные госты. Регулирующих документов большое количество, так как для каждого вида изделий предусмотрен свой стандарт:

• ТУ 14-11-245-88 – холоднодеформированные фасонные профили высокой точности;
• ГОСТ 1133-7 – кованые круги или квадраты, сортамент;
• ГОСТ 2590- 88 – горячекатаные круги;
• ГОСТ 7417-75 – калиброванный пруток;
• ГОСТ 14955-77 – круги со специальной отделкой поверхности .

Эти стандарты применяются практически на всех российских производствах.

Покупка и продажа быстрореза

Вы нуждаетесь в надежном поставщике качественной быстрорежущей стали? Свои услуги предлагает компания «ЦИРКОН», работающая в Люберцах. Мы предлагаем сотрудничество на самых выгодных условиях.

Наши услуги

Быстрорежущие стали нашли самое широкое применение в производстве режущих инструментов. Если вы ищете, где купить быстрорез Р6М5 Р18 и др., компания «ЦИРКОН» может предложить широкий ассортимент металлопроката данного типа. В нашем ассортименте представлены следующие марки:

• Р18 — универсальный вариант, подходящий для изготовления режущего инструмента различных типов;
• Р6М5 — марка, безупречно подходящая для производства резьбонарезного инструмента;
• Р6М5К5 — лучший выбор, если требуется изготовить черновые и получерновые инструменты;
• прочие марки (Р9К5, Р6М5Ф3, Р18Ф2, Р18Ф2К8М, Р9К5, Р9М4К8, Р12Ф2К8М3 и т.д.);
• инструментальные стали следующих марок:(9ХС, ХВГ, 95Х18, Х12МФ, Х12М, Х12Ф1, 4Х5МФС,
• 3Х2В8Ф, 5ХНМ, 3Х3М3Ф, 4Х5В2ФС, 4Х4ВМФС, (ДИ22), 6ХВ2С, 5ХВ2С, Х6ВФ) и т.п.

Металлопрокат поставляется в виде:

• листов;
• полос;
• кругов;
• квадратов.

Продажа быстрорежущих сталей — не единственное направление нашей деятельности. В сферу услуг компании «ЦИРКОН» также входит:

• закупка стали. Обратившись к нам, вы можете продать быстрорез Р6М5 Р18 и др., а также инструментальные стали различных марок;
• химический анализ состава металлов и сплавов. Наши специалисты осуществляют выезд в пределах Москвы и ближайшего Подмосковья. Для выполнения анализа используется современный портативный XRF анализатор DELTA (OLYMPUS), что дает возможность получить наиболее точную информацию о составе образцов.

Почему именно ООО «ЦИРКОН»?

ООО «ЦИРКОН» ведет свою деятельность на рынке быстрорежущих сталей с 2009 года. За время работы компания великолепно зарекомендовала себя в качестве добросовестного поставщиками, который может предложить клиентам ряд важных преимуществ:

• высокое качество металлопроката. Быстрорез в обязательном порядке проходит строгий контроль качества. Он соответствует требованиям ГОСТу 19265-73 и ТУ;
• оптимальные цены. Наша компания имеет возможность осуществлять поставки с баз Государственного резерва, благодаря чему стоимость металлопроката максимально выгодная. Для постоянных поставщиков действуют особые условия и специальные предложения;
• крупный склад. Прокат реализуется со склада, расположенного в Люберцах. ООО «ЦИРКОН» может гарантировать его наличие и оперативное ежедневное обновление на сайте списка складских остатков.

Обратившись к нам, вы приобретете исполнительного поставщика, который никогда не подведет!

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:

кобальт;

хром;

медь;

марганец;

никель;

фосфор;

сера;

кремний;

ванадий;

вольфрам.

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%.

сталь р18

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.

Сверла р6м5