HSS-сталь -основные характеристики, особенности, марки стали и условные обозначения

Стали марок HSS (High Speed Steel) – это группа быстрорежущих материалов, используемых для изготовления фрез, метчиков, сверл и другого инструмента. Это высокоуглеродистые марки стали с содержанием большого количества вольфрама, что обеспечивает твердость в пределах 62–64 HRC. Инструменты, изготовленные из данных марок стали более доступные по цене, чем твердосплавные, отличаются высокой прочностью и отлично подходят для металлообработки резанием.  Помимо вольфрама в качестве легирующих элементов используется кобальт и молибден.

Химический состав и характеристики

В зависимости от легирующих элементов стали HSS делятся на три основных группы:

• Т – с высоким содержанием вольфрама.
• М – для легирования использован молибден.
• Высоколегированная группа.

Аналогами отечественных марок стали являются Р18, Р6М5 и другие сплавы Р, широко применяемые для изготовления инструментов.

HSS-стали с высоким содержанием вольфрама применяются редко по причине высокой стоимости. Наибольшее применение получили марки Т1 и Т15, первый относится к сплавам общего назначения, второй, помимо вольфрама, содержит ванадий и кобальт, что обеспечивает высокую стойкость к износу и работе в высокотемпературном режиме. 

Стали группы М более доступны по цене и, соответственно, более распространены в современной металлообработке. Помимо молибдена, для легирования может использоваться ванадий, кобальт и вольфрам, что обеспечивает высокую стойкость к абразивному износу. При изготовлении инструментов с высокими требованиями к температурной стойкости используют марки стали начиная с М41.

Марки стали

При выборе инструмента, изготовленного из HSS-сталей, необходимо учесть характеристики отдельных марок стали. Так, сверла широкого применения чаще всего изготавливаются из стали М1, которая отличается высокой гибкостью и стойкостью к ударным нагрузкам. Но по красностойкости этот сплав уступает М2, который используется для изготовления широкого ассортимента инструментов различного назначения, предназначенных для использования в станках. Данный сплав отличается высокой стойкость режущих кромок к истиранию и хорошей стойкостью к высоким температурам.

Для крупных сверл подвергающихся высокой нагрузке более всего подходит сплав М7, характеризуемый высокой гибкостью и надежностью. Изготовленный из него инструмент отлично подходит для сверления отверстий в твердых материалах.

Также широко используются следующие марки сталей группы HSS:

• М50 – гибкий сплав, используемый для инструмента, предназначенного для работы с ручным электроинструментом. Уступает по температурной стойкости другим маркам.
• М35 – сплав HSSE с повышенным содержанием кобальта и высокой стойкостью к температурной нагрузке, превышая по данному показателю М2.  Недостатком является пониженная стойкость к ударным нагрузкам.
• М42 – сплав с максимальным содержанием кобальта, что обеспечивает высокую красностойкость и устойчивость к абразивному износу. Отлично подходит для работы с вязкими и твердыми материалами.

Условные обозначения

Химический состав марок стали HSS не указывается в маркировке и доступен лишь в каталоге. Но есть условные обозначения групп материалов, на которые можно ориентироваться при подборе инструмента:

• HSS или HSS R. Материал с наименьшей стойкостью подвергнутый термообработке.
• HSS G – инструмент шлифованный с помощью боразона с высокими показателями стойкости.
• HSS E – сплав с содержанием кобальта. Подходит для обработки вязких и твердых материалов.
• HSS G TiN – инструмент с напылением из нитрида титана.

HSS-стали широко применяются в современной металлообработке для инструментов различного типа, в первую очередь благодаря оптимальному сочетанию цены и качества.

Быстрорежущая HSS-сталь: характеристики и методы обработки

Изобретение быстрорежущей стали в начале ХХ века стало прорывом в развитии машиностроения. Новый материал повлиял на изобретение быстроходных станков и автоматов большой мощности, а также поспособствовал резкому скачку производительности в работе механических цехов. Несмотря на то, что HSS-сталь имеет довольно сложный состав, ее активно используют для производства инструмента повышенной прочности.

Что такое сталь HSS

Аббревиатура HSS образована от английского High Speed Steel — «быстрорежущая сталь». Ее применяют при производстве различного инструмента для работы с металлическими изделиями. Для изготовления применяют классический метод разливки в слитки с последующей прокаткой и проковкой. Также используют порошковой метод — распыление азотом струи жидкой стали.

HSS-сплавы принадлежат группе с высоким содержанием углерода, некоторые марки которой содержат вольфрам в определенном количестве. Твердость изготовленных инструментов из данного материала соответствует 62-64 единицам по шкале HRC.

Изделия из быстрорежущей стали обладают повышенной прочностью и находятся в доступном ценовом сегменте.

Область применения быстрорежущих сталей

Состав материала определяет область применения и рабочие характеристики. Инструменты, изготовленные из данного металла, способны выдержать длительную эксплуатацию.

HSS-сталь применяют:

• для изготовления сверл со сложной формой и конструкцией, получаемой с помощью литья;
• при производстве режущей кромки резцов для повышения износостойкости;
• для формирования напаек режущего инструмента;
• для изготовления фрез, зенкеров, метчиков, плашек, ножей или пильных полотен.

Виды HSS-сталей

HSS-стали бывают трех категорий:

Стали, относящиеся к вольфрамовой группе, в наше время не популярны в связи с завышенной стоимостью вольфрама.

Чаще всего применяют марку Т1 и сплав с добавлением кобальта и ванадия Т15. Сталь Т15 используют для производства инструмента, который нужен для работы при высоких температурах и повышенном износе.

Вольфрамовые

Вольфрамовая группа известна четырьмя типами стали:

1. Т1 (аналог — Р18). Обладает высокой прочностью, стойкостью к износу и шлифуемостью. Применяют для сверл и другого инструмента, который чаще всего используют для обработки легированных и углеродистых сталей.
2. Т2 (аналог — Р18Ф2). В данном сплаве содержание ванадия достигает 2%. Из него делают получистовые и чистовые сверла для работы по обработке среднелегированных сталей.
3. Т3 (аналог — Р18К5Ф2). В сплаве находится: вольфрам – 18%, кобальт – 5%, ванадий – 2%. Инструменты из данного сплава выделяются повышенной износостойкостью и твердостью, однако обладают низкой шлифуемостью. Сверла чаще всего используют для работы с заготовками из коррозионностойких, высокопрочных и жаропрочных сплавов.
4. Т15 (аналог — Р12Ф5К5). Содержит: вольфрам – 12%, кобальт – 5%, ванадий – 5%. Инструменты имеют высокую прочность, износостойкость и вязкость. Их в основном используют для сверления труднообрабатываемых материалов.

Содержание вольфрама наделяет изготовленный инструмент красностойкостью, что позволяет сохранить твердость и остроту режущей кромки при повышенных температурах.

Молибденовые

Молибденовая группа имеет более широкое распространение. В сплавах также содержатся кобальт и вольфрам.

Стали с содержанием таких компонентов, как углерод и ванадий, проявляют стойкость к изнашиванию при шлифовании.

Изделия, сохраняющие повышенную твердость во время работы при высоких температурах, изготавливают из молибденовых сталей марки М41 и выше. Инструменты, обладающие высокой ударной вязкостью в условиях низких температур, производят из молибденовых сплавов с последующей термической обработкой.

• М1. Содержание молибдена — 8%. Используется для инструментов общего назначения. Сверла обладают гибкостью и стойкостью к нагрузкам, однако красностойкость значительно ниже, чем у других марок.
• М2 (аналог — Р6М5). Состав сплава: вольфрам – 6%, молибден – 5%. Наделен достаточной прочностью, твердостью и теплостойкостью. При работе режущие кромки инструмента дольше сохраняются.
• М3 (аналог — Р6М5Ф3). Содержит 3% ванадий. Инструмент из данной стали наделен низкой изнашиваемостью при шлифовке.
• М7. Компоненты в составе: вольфрам – 1,75%, ванадий – 2%, молибден – 8,75%. Сплав применяют для изготовления сверл, которые нужны для работы с толстолистовыми и твердыми металлами.
• М35 (аналог — Р6М5К5). В составе присутствует 5% кобальта, молибден, вольфрам, а также в незначительных количествах кремний, никель и марганец. Преимущество сплава заключается в его вязкости, хорошей шлифуемости, теплостойкости и сопротивляемости износу. Сверла используют при обработке изделий из нержавеющих и улучшенных легированных сталей при условии высокого разогрева режущей кромки.

Высоколегированные

Высоколегированные сплавы относятся к молибденовой группе. Стали, которые прошли специальную термическую обработку, используются для производства инструментов с повышенной ударной вязкостью и возможностью эксплуатации при холодных условиях.

• М74 (аналог — Р2АМ9К5). В состав входит: молибден – 9%, кобальт – 4,7-5,2%. Отличается повышенной склонностью к потере углерода, перегреву в процессе закалки и пониженной шлифуемости. Инструмент из данного сплава применяют для заготовок из нержавеющих и улучшенных легированных сталей.
• М42. Содержание сплава: кобальт – 8%, молибден – 9,5%. Сверла отличаются устойчивостью к истиранию. Инструменты применяют для обработки сложных и вязких металлов.

Характеристики быстрорежущих сталей

Перечисляя характеристики, необходимо учитывать, что созданный материал необходим для эксплуатации режущих приспособлений при высоких показателях трения, возникающих в процессе резания. Быстрорежущие стали обладают повышенной твердостью и могут использоваться в работе, требующей высоких скоростей.

Горячая твердость

При использовании режущих приспособлений в процессе работы происходит постоянное выделение тепла, при этом около 80% тратится на разогрев инструмента. Температура режущей кромки повышается и происходит отпуск материала, что влечет за собой понижение его твердости. Тем не менее быстрорежущая сталь сохраняет свои показатели даже при нагреве до 500-600^оС.

Красностойкость

Показатель, учитывающий временной промежуток, в период которого сталь сможет выдержать повышенную температуру, не меняя своих эксплуатационных характеристик. Завышенный показатель трения приводит к разогреву металла, от чего происходят изменения в кристаллической решетке. В результате некоторые свойства быстрорежущей стали существенно меняются.

Сопротивление разрушению

Материал, который применяют для изготовления режущего инструмента, должен обладать высокими механическими свойствами — сопротивлением хрупкому разрушению. Высокая прочность сплава обеспечивает режущему приспособлению стойкость к большому усилию, подаче и глубине резания, что в свою очередь приводит к повышению производительности процесса.

Особенности термической обработки

Результатом высокотемпературной обработки быстрорежущих сталей становится изменение структуры материала для получения определенных физико-механических свойств, требуемых при работе с данным инструментом.

Отжиг

HSS-сталь после процесса прокатки и ковки приобретает повышенную твердость и внутреннее напряжение. В связи с этим заготовки предварительно подвергаются отжигу. Отжиг снимает внутреннее напряжение материала, улучшает обрабатываемость и подготавливает ее для закалки.

Процесс отжига происходит при температуре около 850-900^оС. Тем не менее следует опасаться излишнего повышения температуры и длительности выдержки, потому что сталь при этом может получить повышенную твердость. В связи с пониженной теплопроводностью сплава нагрев осуществляется медленно и равномерно.

Изделия загружают в печь при температуре 200-300^оС, при этом увеличивают последующий нагрев со скоростью 150-200^о/час. Процесс оканчивается медленным охлаждением: сначала в печи до 650^оС, а затем до комнатной температуры на открытом воздухе.

Для защиты от обезуглероживания отжиг производят в закрытых ящиках с нейтральной средой.

Машиностроительные заводы небольшое количество заготовок подвергают изотермическому отжигу. Их нагревают до 880-900^оС короткое время, а затем переносят в печь с температурой не выше 720-730^оС на 2-3 часа. Для защиты от появления излишних внутренних напряжений заготовки охлаждают в печи до 400-450^оС, а затем оставляют на открытом воздухе.

Обычный отжиг длится дольше, чем изотермический процесс. В последующем заготовки проходят механическую обработку, а затем инструмент подвергается окончательному процессу термической обработки — закалке и отпуску.

Закалка

Инструменты, выполненные из быстрорежущей стали, подвергаются закаливанию при температурах свыше 1300^оС. После процесса закалки происходит многократный отпуск при 550-560^оС. Такая температура необходима для растворения в аустените большого количества карбидов для получения высоколегированного аустенита.

При дальнейшем охлаждении получается высоколегированный мартенсит, который содержит большое количество вольфрама, ванадия и хрома. Мартенсит не распадается во время нагрева до 600^оС, что придает быстрорежущей стали красностойкость.

Для получения высоких показателей красностойкости температура во время закалки должна быть очень высокой. Однако есть предел, при повышении которого в быстрорежущей стали начинается быстрый рост зерна и происходит оплавление.

Отпуск

Закаленная быстрорежущая сталь в обязательном порядке проходит процесс отпуска. При температуре 550-560^оС проводится многократный процесс с промежутками по 1 часу. Цель отпуска заключается в превращении аустенита в мартенсит. Быстрорежущая сталь проходит два внутренних процесса:

1. При нагревании и последующем отпуске из остаточного аустенита выделяется измельченный карбид. Вследствие чего легирование аустенита понижается, что способствует легкому превращению в мартенсит.
2. Во время охлаждения при 100-200^оС получается мартенсит. При этом также снимается внутреннее напряжение, возникшее при закалке.

В наше время чаще всего на заводах применяют процесс ускоренного отпуска стали, который проходит при повышенных температурах.

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 500-600^оС 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 800-900^оС. Низкотемпературный процесс происходит при 500-600^оС и обеспечивает износостойкость и высокую твердость инструменту.
3. Сульфидирование. Насыщение поверхностей стальных изделий серой осуществляется при 550-600^оС 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.

HSS-сверла. Что это? — РИНКОМ

Содержание

1. 
   HSS-сверла. Что это?
2. 
   Чем отличаются HSS-сверла от твердосплавных моделей
3. 
   Маркировка HSS-сверл, их виды и отечественные аналоги
4. 
   Вольфрамовые HSS-сверла
5. 
   Молибденовые HSS-сверла
6. 
   Высоколегированные HSS-сверла
7. 
   Зарубежная маркировка HSS-сверл
8. 
   Рекомендации по выбору сверл HSS

HSS-сверла — это сверла, изготовленные из быстрорежущей стали (High Speed Steel). Она также идет на производство:

1. 
   плашек;
2. 
   метчиков;
3. 
   фрез;
4. 
   и иных инструментов для металлообработки.

Фотография №1: HSS-сверла

В этой статье мы расскажем о HSS-сверлах в деталях. Изучив информацию, вы сможете без проблем выбрать и купить нужные инструменты в магазине.

Чем отличаются HSS-сверла от твердосплавных моделей

В первую очередь, HSS-сверла отличаются от твердосплавных по технологии изготовления материала.

1. 
   Быстрорежущую сталь получают путем добавления в углеродистую сталь вольфрама, хрома, молибдена и иных компонентов. Материал HSS-сверл обладает высокой прочностью.

   
   

2. 
   Твердый сплав — это композитный материал, изготовленный по технологии порошковой металлургии. Он состоит из частиц микронного размера. Основной компонент — карбид вольфрама. К дополнительным относятся карбид титана, карбид тантала и пр.

Твердосплавные инструменты от HSS-сверл отличаются более высокими твердостью и термостойкостью. Однако твердые сплавы имеют меньшую прочность. Они боятся вибраций и силовых нагрузок. Это не позволяет использовать твердосплавные сверла для прерывистой обработки заготовок на высоких скоростях.

Из-за сложной технологии изготовления твердосплавные инструменты стоят дорого. Цены на сверла из быстрорежущей стали значительно ниже.

Маркировка HSS-сверл, их виды и отечественные аналоги

Все сверла, изготовленные на основе HSS-стали, имеют соответствующую маркировку. Существуют три разновидности этой стали.

1. 
   Вольфрамовая (T1–T15).

   
   

2. 
   Молибденовая (М1–М36).

   
   

3. 
   Высоколегированная (М41–М62).

Вольфрамовые HSS-сверла

Из этой группы максимально широкое распространение получили сверла, изготовленные из четырех типов сталей.

1. 
   T1 (отечественный аналог — Р18). Из этой HSS-стали (18 % вольфрама) с высокими характеристиками (шлифуемость, прочность и износостойкость) изготавливают сверла и иные инструменты общего назначения. Лучше всего они подходят для обработки углеродистых и легированных конструкционных сталей.

   
   

2. 
   T2 (отечественный аналог — Р18Ф2). Сплав содержит 2 % ванадия. Его используют для изготовления чистовых и получистовых сверл, предназначенных для обработки среднелегированных конструкционных сталей.

   
   

3. 
   T3 (отечественный аналог — Р18K5Ф2). Сплав содержит 18 % вольфрама, 5 % кобальта и 2 % ванадия. Такие инструменты отличаются повышенными вторичной твердостью и износостойкостью, но имеют низкую шлифуемость. Сверла этого типа лучше всего подходят для обработки заготовок из высокопрочных, коррозионностойких и жаропрочных сталей и сплавов.

   
   

4. 
   T15 (отечественный аналог — Р12Ф5К5). Эта маркировка на HSS-сверлах означает, что в сплав кроме 12 % вольфрама добавлены ванадий (5 %) и кобальт (5 %). Эти инструменты отличаются высокими прочностью, вязкостью и износостойкостью. Их используют при сверлении труднообрабатываемых материалов.

Изображение №1: состав вольфрамовых HSS-сталей

Молибденовые HSS-сверла

Основной легирующий компонент сталей этой группы — молибден. Также в разных количествах могут содержаться:

1. 
   вольфрам,

   
   

2. 
   кобальт;

   
   

3. 
   ванадий;

   
   

4. 
   углерод;

   
   

5. 
   и иные компоненты.

   
   

Изображение №2: состав молибденовых HSS-сталей

Самое широкое распространение получили HSS-сверла, изготовленные из следующих типов молибденовых быстрорежущих сталей.

1. 
   M1. Из стали данной марки (8 % молибдена) производят инструменты общего назначения. Такие HSS-сверла отличаются высокими гибкостью и стойкостью к ударным нагрузкам. Красностойкость ниже, чем у аналогов.

   
   

2. 
   M2 (отечественный аналог — Р6М5). Это самый распространенный материал для производства HSS-сверл. Сплав содержит 6 % вольфрама и 5 % молибдена. Обладает сбалансированными прочностью, твердостью и теплостойкостью.

   
   

3. 
   M3 (отечественный аналог — Р6М5Ф3). Этот сплав также содержит 3 % ванадия. HSS-сверла из такой стали отличаются более низкой абразивной изнашиваемостью.

   
   

4. 
   M7. Основные легирующие компоненты — молибден (8,75 %), ванадий (2 %) и вольфрам (1,75 %). Сверла, изготовленные из этой HSS-стали, применяют для сверления твердых и толстолистовых металлов.

   
   

5. 
   M35 (отечественный аналог — Р6М5К5). Кроме вольфрама молибдена и ванадия данный сплав содержит кобальт (5 %), а также в небольших количествах марганец, кремний и никель. Преимущества этого материала — хорошая вязкость, отличная шлифуемость, тепло- и износостойкость. HSS-сверла, изготовленные из данного сплава, применяют при обработке заготовок из улучшенных легированных и нержавеющих сталей в условиях повышенного разогрева режущей кромки.

Высоколегированные HSS-сверла

Для производства высоколегированных HSS-сверл (обладающих высокой ударной вязкостью и эксплуатируемых в холодных условиях), используют сплавы молибденовой группы, которые подвергают специальной термической обработке.

Изображение №3: состав высоколегированных HSS-сталей

1. 
   M47 (отечественный аналог — Р2АМ9К5). В больших количествах содержит молибден (9 %) и кобальт (4,7–5,2 %). Сплав имеет повышенную склонность к обезуглероживанию и перегреву при закалке. Шлифуемость — низкая. HSS-сверла из этого сплава применяют для обработки заготовок из улучшенных легированных и нержавеющих сталей.

   
   

2. 
   M42. Содержит большое количество кобальта и молибдена (8 и 9,5 %, соответственно). HSS-сверла, изготовленные из этого сплава, отличаются повышенными красностойкостью и устойчивостью к истиранию. Такие инструменты применяют при обработке вязких и сложных металлов.

Зарубежная маркировка HSS-сверл

Как мы уже отметили выше, маркировка HSS означает, что сверло по металлу, изготовлено из быстрорежущей стали. Зарубежные производители инструментов добавляют различные дополнительные обозначения, которые говорят об используемых технологиях и иных особенностях. Расскажем о маркировках распространенных HSS-сверл.

1. 
   HSS-R. Эта маркировка говорит о том, что сверло прошло термическую обработку и роликовую прокатку.

   
   
   

2. 
   HSS-G. Режущие части таких инструментов подвергают шлифовке при помощи боразона (CBN). Сверла HSS-G получили максимально широкое распространения из-за сочетания высоких эксплуатационных характеристик и доступности.

   
   
   

3. 
   HSS-E (HSS-Co8, HSS-Co5 и др.). Эта маркировка указывает на высокое содержание кобальта в сплаве. Такие сверла подходят для обработки вязких и сложных металлов.

   
   
   

4. 
   HSS-G TiN. Такие сверла имеют напыление из нитрида титана. Оно значительно повышает твердость инструмента и его термостойкость (на 2300 HV и до 600 °C, соответственно).

   
   





Фотография №2: сверло с напылением из нитрида титана

5. 
   HSS-G TiAlN. Такие сверла имеют напыление из нитрида титана, легированного алюминием. Оно еще больше увеличивает твердость инструмента и его термостойкость (на 3000 HV и до 900 °C, соответственно).
   

   
   

6. 
   HSS-E VAP. Так маркируют сверла, основное предназначение которых — обработка заготовок из нержавеющей стали. К поверхностям таких инструментов стружка практически не липнет. Из-за этого они медленнее изнашиваются и реже ломаются.

Рекомендации по выбору сверл HSS

На выбор сверл HSS напрямую влияют следующие факторы.

1. 
   Марка обрабатываемой стали. От нее зависит выбор инструмента по материалу изготовления.

   
   

2. 
   Оборудование, которое нужно оснастить сверлом. Покупайте сверла с хвостовиками, подходящими к имеющейся в наличии технике.

   
   

3. 
   Частота использования. Если ищете HSS-сверло для разовых работ, подойдут недорогие модели. Если же инструментом будете пользоваться часто, не экономьте на качестве.

Подробную информацию о выборе сверл по металлу для различных работ вы найдете в этой статье (поставить ссылку на страницу со статьей №1).

Виды и назначения сверл HSS — маркировка, параметры, производители

Просмотров 118 Опубликовано 26.12.2017 Обновлено 26.12.2017

Из-за огромного разнообразия представленных в продаже сверл простому обывателю иногда сложно определиться с подходящим вариантом. Особенно следует быть внимательным к выбору инструмента для сверления металлических или стальных поверхностей: ошибки в этом случае чреваты серьезными поломками. Специалисты в подобных ситуациях рекомендуют пользоваться сверлами по металлу HSS.

Что характерно для стали HSS

Обозначение «HSS» указывает на сталь быстрорежущего типа, из которой производятся приспособления для резки. Речь в первую очередь идет о сверлах, фрезах, плашках и метчиках. По своим характеристикам этот высокоуглеродистый материал немного напоминает твердые сплавы, отличаясь от них большей прочностью и дешевизной. Уровень твердости здесь может достигать 62-64 единицам (шкала HRC).

Существует три основные разновидности этой стали:

• Вольфрамовая. Дороговизна этого компонента объясняет факт практически полного отсутствия вольфрамовых сталей в широком доступе.
• Молибденовая. Более распространенный вариант, имеющий в своем составе ванадий и углерод: это придает ему высокую абразивную стойкость.
• Высоколегированная.

Если в составе сплава имеется вольфрам, это придает ему «красностойкость»: благодаря ей инструмент продолжает оставаться острым после достижения температуры, при которой материал раскаляется докрасна (примерно + 530 градусов). Кобальт делает сплавы еще более красностойкими и износостойкими.

Как маркируют отечественные изделия

Маркировка быстрорежущей стали отличается только числовыми обозначениями (буква везде одинаковая – «М»).

Цифра же содержит указание на различные характеристики материала:

• М1. Из этой стали делают продукцию универсального назначения. Обладает большой гибкостью и хорошо переносит механические воздействия. Уровень красностойкости здесь невысокий.
• М2. Данный материал чаще всего служит основой производства универсальных сверл. Марка М2 имеет высокую красностойкость, что позволяет режущим приспособлениям длительное время сохранять свою функциональность.
• М7. Из этого материала в основном производят изделия значительной мощности, которые должны быть не только гибкими, но и надежными. Сверла по металлу марки М7 используются для сверления твердых поверхностей большой толщины.
• М50. Сверла, изготовленные из этого сплава, обычно применяются в портативных приспособлениях, где значительный изгиб инструмента выступает наиболее распространенной причиной поломок. Уровень красностойкости здесь ниже, по сравнению с другими марками.
• М35. Для обозначения этого материала может также использоваться аббревиатура HSSE. Кобальт здесь присутствует в большем количестве, что делает материал более красностойким, по сравнению со сталью М2. Есть и обратный эффект – из-за этого ударные нагрузки инструментами переносятся не так хорошо.
• М42. Доля кобальта здесь очень значительна, что объясняет другое название сплава – «суперкобальт». Изготовленные из М42 инструменты, наряду с отличной красностойкостью, очень хорошо переносят истирание. Из стали данного типа в основном производятся инструменты для работы со сложными неподатливыми материалами.

Как принято обозначать на Западе

Сверло из аналогичного материала на Западе маркируются, как «HSS». Наличие дополнительных буквенных указателей помогает сложить представление о способе легирования.

Расшифровка принятых на западе обозначений:

• HSS(R). Наименее стойкие сверла, изготовленные методом роликового обкатывания в режиме высокого нагревания.
• HSS G. Режущую кромку здесь шлифуют боразоном. Это самые популярные инструменты, что объясняется их высокой стойкостью. Во время сверления эффект вибрации здесь минимален.
• HSS E. Литера «E» дает понять, что в составе имеется кобальт. Сверл данного типа можно проделывать отверстия в сложных материалах повышенной вязкости (на отечественном рынке таким образом помечаются сплавы М35). В некоторых случаях производитель может более точное указывать процентное содержание кобальта (к примеру, HSS-Co 5 или HSS-Co8).
• HSS G TiN. В качестве напыления в данном случае применяется нитрид титана. Это позволяет сделать поверхностный слой инструмента на порядок тверже, при увеличении стойкости к нагреву до + 600 градусов.
• HSS G TiAIN. Указание на напыление сверл нитридом титана, который дополнительно легирован алюминием. Таким образом достигается увеличение прочности защитного слоя почти на 3000 HV. Сопротивляемость нагреву увеличивается почти на 900 градусов.
• HSS E VAP. Предназначены для сверления нержавеющих оснований: налипание стружки здесь практически не происходит. Поломки изделий этой серии случаются крайне редко, а отверстия получаются очень качественными.
• HSS 4241. Маркированными подобным образом приспособлениями обрабатывают деревянные, пластиковые и алюминиевые изделия.

Рекомендации по выбору

Подбирая сверло по металлу, желательно покупать продукцию известных брендов, где и заточка на высшем уровне, и сплав прочный и качественный:

Ruko. Отличный вариант в соотношении цена/качество. Рекомендуется обратить внимание на модели TL 3000, отличающиеся своей многофункциональностью и титановым напылением. Эти сверла хороши в тех случаях, когда при работе образуется средняя и длинная стружка.

Bosch. Известный мировой бренд разнообразных ручных строительных инструментов и их комплектующих. Особенно ценят продукцию Bosch профессиональные строители.

Haisser. Очень мощные сверла, которые применяются в промышленности и быту. Они способны переносить самые экстремальные нагрузки благодаря титановому сплаву и особенной заточке.

«EKTO». Продукция этого отечественного производителя на порядок дешевле, чем у западных аналогов, при неплохом качестве и продолжительности службы. Рекомендуется в основном для бытового применения.

HSS сталь – bds-machines.by

Где используется и что из нее делают

Название в виде аббревиатуры HSS носит объемная группа сталей. Свое наименование они получили от первых букв слов на английском языке — High Speed Steel, или быстрорежущая сталь. Чаще всего ее используют для выпуска фрез, метчиков и плашек для создания резьбы. Существенно реже можно найти полотна для ножовок и ножи из подобных материалов.

Характеристики и марки HSS-стали

Быстрорежущие разновидности — это высокоуглеродистые стали. В состав некоторых марок включают достаточно большое количество вольфрама. Помимо этого они могут содержать кобальт и молибден. Если говорить о твердости сплавов, то показатель чаще всего находиться в пределах 62–64 единицы шкалы HRC. Сравнивая продукцию из быстрорежущей стали и твердосплавной, стоит отметить, что первый вариант отличается достаточно доступной ценой и повышенной износостойкостью.

В последнее время принято выделять 3 основные группы HSS-стали, каждая из которых имеет свои особенности:

1. С высоким содержанием вольфрама (Т)
2. С высоким содержанием молибдена (М)
3. Высоколегированные

Вольфрамовые стали

Не самая популярная разновидность. Связано это с тем, что вольфрам встречается достаточно редко и стоит дорого. Самые распространенные марки вольфрамовой стали Т1 и Т15. Второй содержит кобальт и ванадий, поэтому подходят для выпуска принадлежностей, к которым выдвигаются повышенные требования прочности и устойчивости к высоким температурам.

Химический состав вольфрамовых HSS сталей

Молибденовые и высоколегированные стали

Отличаются большой распространенностью. Могут содержать в своем составе кобальт и вольфрам. Те марки, в формулу которых включен углерод и ванадий отличаются повышенной прочностью и износостойкостью, устойчивостью к воздействию абразивов. Сплавы, начиная с М41, применяются для выпуска приспособлений, которые сохраняют свои характеристики даже при супер нагреве. Для создания оснастки, рассчитанных на работы при низких температурах, также применяют стали с молибденом, но они подвергаются дополнительной обработке.

Химический состав молибденовых HSS сталей

Химический состав высоколегированных HSS сталей

Подбирая продукцию из молибденового материала, стоит учитывать особенности той или иной марки:

1. М1. Идеальна для выпуска сверл. Они гибкие и устойчивые к ударным нагрузкам. Но не могут похвастаться существенной же красностойкостью.
2. М2. Один из самых популярных материалов. Часто применяется для производства инструментов разного назначения. Продукция подходит для интенсивных работ при помощи станков. Главная особенность подобного инструмента — исключительная красностойкость, а значит режущий элемент долго сохранит свои качества. В нашем каталоге представлены  сверла серии HSS-STANDARD из данного сплава
3. М7. Идеален для выпуска крупных сверл, созданных для сверления материалов повышенной твердости или толстолистовых.
4. М35. Отличается повышенной красностойкостью из-за повышенного количества кобальта в формуле. Но имеет невысокую устойчивость к ударным нагрузкам.
5. М42. Содержит большое количество кобальта, поэтому характеризуется отличной красностойкостью. Помимо этого крайне устойчива к истирании. Идеальна для изготовления принадлежностей для работы с особо твердыми или даже вязкими материалами. Корончатые фрезы из данного материла представлены в линейке сверл HSS-CO 8  
6. М50. Часто используется для выпуска сверл, которыми комплектуется переносное оборудование.

Красностойкость — это свойство, которое сплавы получают благодаря наличию в составе вольфрама. Весь смысл этой особенности в том, что режущая кромка оснастки сохраняет все свои характеристики даже в том случае, если подвергается воздействию температуры в 530 градусов. Стали же с кобальтом в формуле выдерживают еще больший нагрев.

Условные обозначения и маркировка HSS-сталей

Узнать подробнее о материале, из которого выполнена оснастка, поможет существующая на нем маркировка. Выделяют несколько разновидностей:

1. HSS или HSS R. Сверла этого типа считаются самыми неустойчивыми к повреждениям.
2. HSS G. Режущая часть оснастки проходит дополнительную шлифовку боразоном. Продукция отличаются повышенной прочностью. Практически не создают биение в процессе работы.
3. HSS E. Содержит в составе кобальт. Аналоги: M35 и HSS-Co. Идеальна для высверливания сложных заготовок и элементов.
4. HSS G TiN. Имеет покрытие из нитрида титана. Отличается повышенной прочностью и термостойкостью.
5. HSS G TiAIN. Покрытие из нитрида титана дополнительно легированно алюминием. Подобный подход дает возможность увеличить термическую стойкость до 900 градусов.
6. HSS E VAP. Продукция из этого сплава прекрасно подходит для работы с нержавеющей сталью.

HSS-R, HSS-G, HSS-Co, HSS-E — trunk_2007 — LiveJournal

По поводу царицы полей Р18

В 70-х годах XX века, в связи с дефицитом вольфрама, быстрорежущая сталь марки Р18 была почти повсеместно заменена на сталь марки Р6М5, которая в свою очередь вытесняется безвольфрамовыми Р0М5Ф1 и Р0М2Ф3.

Обозначение HSS расшифровывается как «быстрорежущая сталь» и в общем случае применимо ко всему классу быстрорежущих сталей. Однако, в большинстве случаев так обозначается самая массовая сталь этого класса — Р6М5 (M-2; 1.3343; Z85WDCV; HS 6-5-2; F-5613)

Приблизительный перевод европейских наименований сталей на наши ГОСТы:
HSS — High Speed Steel — инструментальная быстрорежущая сталь, аналог Р6М5 (1.3343 — S6-5-2 DIN).
HSS-R — инструмент изготовленый прокатом.

HSS-G — инструментальная сталь, аналог Р6М5. G (Grinding) — шлифованный инструмент.

HSSE, HSS-E, HSS-Co вариант HSS-G легированый кобальтом обычно это M35 — инструментальная быстрорежущая сталь, аналог Р6М5К5.CHSS-Co8 — инструментальная быстрорежущая сталь, аналог Р6М5К8 — M42.

«M42 is a molybdenum series high speed steel alloy wit,h an additional 8% cobalt. It is widely used in metal manufacturing because of its superior red-hardness as compared to more conventional high speed steels, allowing for shorter cycle times in production environments due to higher cutting speeds or from the increase in time between tool changes. M42 is also less prone to chipping when used for interrupted cuts and cost less when compared to the same tool made of carbide. Tools made from cobalt-bearing high speed steels can often be identified by the letters HSS-Co. «

C.V. — хромованадиевая инструментальная сталь.

«Нонейм» может просверлить дырку, но для отверстий точного диаметра требуется хорошая оснастка. К тому же их зачастую делают из плохой стали, поэтому перезаточить их практически невозможно — после отработки заводской заточки сверло остается только выбросить.
http://www.master-forum.ru/rigging-tests?Id=611

Про HSS-R гугль выдает адекватную ссылку ровно 1 — на раздел о быстрорежущих сталях в немецкой Wiki. Охренеть.

Химический состав сталей, область применения.

Сталь DIN1.3343 — импортная инструментальная быстрорежущая (вольфрамомолибденовая).

Применяется для изготовления ножей работающих в условиях повышенного износа, при высоких температурах. Прекрасно справляется с резкой любых материалов вплоть до металла, сохраняет свои характеристики при нагреве до 500 градусов Цельсия. При закалке достигается твердость не более 63 HRC. Широко применяется для изготовления металлорежущего инструмента (сверла, фрезы, токарные пластины). Обладает повышенной износостойкостью при работе в условиях трения и нагрева. Уступает по своим характеристикам только твердому сплаву.

Сталь DIN1.2379 — импортная инструментальная штамповая.

Применяется для изготовления ножей, работающих в условиях повышенного износа. Сталь обладает хорошим сочетанием  прочности и ударной вязкости, что позволяет ей прекрасно справляться с большинством задач по резке материалов в условиях умеренных температур. При закалке достигается твердость не более 62 HRC.

Широко применяется в промышленности, для изготовления вырубных штампов сложной формы (матриц, пуансонов, просечных штампов), работающих с металлами и другими материалами. Обладает отличной износостойкостью при использовании в ножах гильотинного типа, позволяет выполнять резку (рубку) материалов , вплоть до металлов.

Сталь DIN1.1830 — импортная инструментальная углеродистая.

Применяется для изготовления ножей работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. В основном  сталь используется  для изготовления ножей работающих в условиях умеренных нагрузок, по материалам, не требующим высокой прочности инструмента (мягкие металлы, дерево, пластик, полиэтилены). Сталь также применяется для изготовления, ножей подверженных упругим нагрузкам  ( пружинных пластин и дисков).

При закалке достигается твердость не более 62 HRC. В промышленности сталь используется в изготовлении накатных роликов, плит и стержней для форм литья, калибров простой формы и пониженных классов точности, изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации. Данная сталь незаменима в производствах, где на нож воздействуют упругие нагрузки.
Сталь DIN1.4034 — импортная коррозионно-стойкая (нержавеющая) жаропрочная.

Применяется для изготовления ножей работающих в агрессивных средах под воздействием температуры до 450 градусов Цельсия. Может применяться  для изготовления пружин, подшипников, рессор работающих в агрессивных средах при нагреве до 450 градусов Цельсия. Широко применяется для изготовления ножей пищевого производства (контактирующих с продуктами питания), хирургического инструмента, предметов химической промышленности. При закалке достигается твердость не более 55 HRC. В промышленности применяется для изготовления режущего, мерительного инструмента, пружин, предметов домашнего обихода, подшипников, деталей компрессоров и других изделий, работающих до температур 400-450 °С. Не заменимая сталь для пищевых производств, и производств  с воздействием на ножи окислителей, и температур до 450 градусов Цельсия.

Сталь DIN1.3505 — импортная конструкционная подшипниковая.

Применяется для изготовления ножей работающих в условиях малой нагрузки, с материалами, не требующими от ножа высокой прочности и износостойкости.  Данная сталь широко применяется в промышленности для изготовления шариков диаметром до 150 мм, колец подшипников, клапанов и других деталей, от которых требуется высокая твердость и контактная прочность. При закалке достигается твердость 62-55 HRC. Очень часто используется импортными производителями для производства ножей ( дисковых ножей, тарельчатых ножей и контр ножей)по причине простоты обработки и невысокой стоимости (по сравнению со сталями din1.3343 и  din1.2379 ). Сталь широко распространена и не отличается выдающимися характеристиками при изготовлении ножей.

Сталь 9ХС — инструментальная легированная.

Применяется для изготовления ножей работающих в условиях малой нагрузки с небольшой производительностью, по материалам, не требующим от ножа износостойкости и качественной работы.

Сталь применяется для изготовления инструмента (сверла, развертки, гребенки) выполняющего обработку мягких материалов, на малой скорости. Сталь не дорога и проста в обработке. При закалке достигается твердость поверхности 59-63 HRC. Широко применяется при производстве ножей для деревообработки простой конфигурации (лущильных, шпоночных, дробящих) выполняющих простые операции с малой точностью.

Сталь DIN1.3243 — Сталь инструментальная быстрорежущая.

Сталь имеет повышенную склонность к обезуглероживанию, хорошую вязкость, повышенное сопротивление износу, хорошую шлифуемость.

Сталь применяется для чернового и получистового инструмента при обработке улучшенных легированных и нержавеющих сталей в условиях повышенного разогрева режущей кромки, а так же для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки.

Сталь DIN1.3355 — Сталь инструментальная быстрорежущая.

Сталь имеет пониженную склонность к перегреву при закалке, хорошую вязкость, хорошее сопротивление износу, повышенную шлифуемость.

Из данной стали изготавливают резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.

Сталь DIN1.2106 — Сталь инструментальная штамповая.

Применяется для изготовления накатных роликов, волочильных досок и волок, глазков для калибрования металла; матриц и пуансонов вырубных штампов; пуансонов и матриц холодного выдавливания, эксплуатируемых с рабочими давлениями до 1400-1600 мПа.

Сталь DIN1.1525 — Сталь инструментальная углеродистая.

Сталь применяется для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек.

Сталь DIN1.4125— Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная.

Из данной стали изготавливаются втулки, оси, стержни, шариковые и роликовые подшипники в другие детали, к которым предъявляются требования высокой твердости и износостойкости и работающие при температуре до 500 °С или подвергающиеся действию умеренных агрессивных сред.

Сталь 6ХС — Сталь инструментальная штамповая.

Сталь применяется для изготовления пневматических зубил и штампов небольших размеров для холодной штамповки, рубильных ножей.

Сталь DIN1.2550 — Сталь инструментальная штамповая.

Из данной стали изготавливаются ножи для холодной резки металла, резьбонакатные плашки, пуансоны и обжимные матрицы при холодной работе, штампы сложной формы, работающие с повышенными ударными нагрузками.

Сталь DIN1.4310 — Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная.

Из стали изготавливается холоднокатаный лист и лента повышенной прочности для различных деталей и конструкций, свариваемых точечной сваркой, а также применяется для изготовления труб и других деталей; сталь аустенитного класса.

Сталь DIN1.1191 — Сталь конструкционная углеродистая качественная.

Из стали изготавливают вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Сталь DIN1.2235 — Сталь инструментальная легированная.

Сталь применяется для рамных, ленточных, круглых строгальных пил; штемпелей при холодной работе; ножей при холодной резке металла, обрезных матриц и пуасонов при холодной обрезке заусенцев; кернеров.

Быстрорежущая сталь — HSS — Характеристики и применение

Быстрорежущая сталь (HSS) — это инструментальная сталь с высокой твердостью, высокой износостойкостью и высокой термостойкостью. Быстрорежущая сталь часто используется в полотнах пил и сверлах.

Быстрорежущие стали , сокращенно HSS, представляют собой специализированный класс инструментальных сталей, названных в первую очередь за их способность обрабатывать и резать материалы на высоких скоростях (высокая жаропрочность). Он часто используется в дисках для мотопил и сверлах. Быстрорежущая сталь превосходит старые инструменты из высокоуглеродистой стали тем, что она может выдерживать более высокие температуры без потери твердости. Быстрорежущие стали представляют собой сложные сплавы на основе железа с углеродом, хромом, ванадием, молибденом или вольфрамом или их комбинациями. Чтобы добиться хороших характеристик резания из быстрорежущей стали, необходимо обеспечить соответствующую реакцию упрочнения при термообработке.

Центральное место в характеристиках быстрорежущих сталей занимает реакция упрочнения, достигаемая в процессе термообработки.Легирующие элементы вводятся в количествах, определяемых предполагаемым применением и их функцией в процессе термообработки, будь то повышение температуры солидуса или подавление роста выделений вторичного твердения, обеспечивая более высокую рабочую температуру.

Быстрорежущая сталь — AISI M2

Например, молибденовая быстрорежущая сталь — AISI M2 является «стандартной» и наиболее широко используемой промышленной HSS. Молибденовые быстрорежущие стали относятся к сталям группы M в соответствии с системой классификации AISI.M2 HSS имеет мелкие и равномерно распределенные карбиды, обеспечивающие высокую износостойкость, хотя его чувствительность к обезуглероживанию немного высока. Обычно он используется для изготовления различных инструментов, таких как сверла, метчики и развертки.

Содержание углерода и сплава сбалансировано на достаточном уровне, чтобы обеспечить высокую достижимую реакцию упрочнения, отличную износостойкость, высокую устойчивость к разупрочняющим эффектам повышенной температуры и хорошую ударную вязкость для эффективного использования в промышленных резках. Нитрид титана (чрезвычайно твердый керамический материал) или покрытия из карбида титана могут использоваться в инструментах, изготовленных из таких сталей посредством процесса физического осаждения из паровой фазы, чтобы улучшить характеристики и срок службы инструмента. TiN имеет твердость по Виккерсу 1800–2100 и имеет металлический золотой цвет.

Легирующие агенты в быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь — M8

Чистое железо слишком мягкое, чтобы его можно было использовать для создания структуры, но с добавлением небольших количеств других элементов (например, углерода, марганца или кремния) ) значительно увеличивает его механическую прочность.Синергетический эффект легирующих элементов и термообработки дает огромное разнообразие микроструктур и свойств. Четыре основных легирующих элемента, образующих карбиды в быстрорежущих сталях, — это вольфрам, хром, ванадий и молибден. Эти легирующие элементы в сочетании с углеродом образуют очень твердые и износостойкие карбидные соединения. Микроструктура быстрорежущей стали состоит из мартенситной матрицы с дисперсией двух наборов карбидов. Эти карбиды обычно называют первичными и вторичными карбидами.Первичные карбиды — это карбиды, образующиеся во время затвердевания стали. Вторичные карбиды — это карбиды, образующиеся при вторичной закалочной термообработке сталей.

• Вольфрам . Образует стабильные карбиды и измельчает размер зерна для повышения твердости, особенно при высоких температурах. Вольфрам широко используется в быстрорежущих инструментальных сталях и был предложен в качестве замены молибдена в ферритных сталях с пониженной активацией для ядерных применений.Добавление примерно 10% вольфрама и молибдена в сумме максимально эффективно увеличивает твердость и ударную вязкость быстрорежущих сталей и сохраняет эти свойства при высоких температурах, возникающих при резке металлов. Вольфрам и молибден взаимозаменяемы на атомном уровне, и оба способствуют устойчивости к отпуску, что обеспечивает улучшенные режущие характеристики инструмента при более высоких температурах.
• Хром . Хром увеличивает твердость, прочность и коррозионную стойкость. Упрочняющий эффект образования стабильных карбидов металлов на границах зерен и значительное повышение коррозионной стойкости сделали хром важным легирующим материалом для стали.Вообще говоря, концентрация, указанная для большинства марок, составляет примерно 4%. Этот уровень, по-видимому, приводит к наилучшему балансу между твердостью и ударной вязкостью. Хром играет важную роль в механизме упрочнения и считается незаменимым. При более высоких температурах хром способствует увеличению прочности. Обычно он используется для таких применений вместе с молибденом.
• Молибден . Молибден (около 0,50-8,00%) при добавлении в инструментальную сталь делает ее более устойчивой к высоким температурам.Молибден увеличивает прокаливаемость и прочность, особенно при высоких температурах из-за высокой температуры плавления молибдена. Молибден уникален тем, что увеличивает прочность стали на растяжение и ползучесть при высоких температурах. Он замедляет превращение аустенита в перлит гораздо больше, чем превращение аустенита в бейнит; таким образом, бейнит может быть получен путем непрерывного охлаждения молибденосодержащих сталей.
• Ванадий . Ванадий обычно добавляют в сталь для предотвращения роста зерен во время термообработки.Контролируя рост зерна, он улучшает как прочность, так и ударную вязкость закаленной и отпущенной стали. Размер зерна определяет свойства металла. Например, меньший размер зерна увеличивает прочность на разрыв и имеет тенденцию к увеличению пластичности. Для улучшения свойств ползучести при высоких температурах предпочтительно использовать зерна большего размера. Ванадий добавляется для повышения стойкости к истиранию и для получения твердых и стабильных карбидов, которые, будучи лишь частично растворимыми, выделяют небольшое количество углерода в матрицу.

Свойства

молибдена быстрорежущей стали — AISI M2

Свойства материала — это интенсивных свойств , это означает, что они независимо от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе при в любой момент. В основе материаловедения лежит изучение структуры материалов и их соотнесение с их свойствами (механическими, электрическими и т. Д.). Как только специалист по материалам узнает об этой корреляции структура-свойство, он может перейти к изучению относительных характеристик материала в данном приложении.Основными определяющими факторами структуры материала и, следовательно, его свойств являются составляющие его химические элементы и способ, которым он был переработан в свою окончательную форму.

Механические свойства быстрорежущей стали — AISI M2

Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность быстрорежущей стали — AISI M2

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв быстрорежущей стали — AISI M2 зависит от процесса термообработки, но составляет около 1200 МПа.

Предел прочности на разрыв является максимальным на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела». Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов).Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая «напряжение-деформация» не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов и температура испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести быстрорежущей стали — AISI M2 зависит от процесса термообработки, но составляет около 1000 МПа. Предел текучести при сжатии составляет около 3250 МПа.

Предел текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация.Перед достижением предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме после снятия приложенного напряжения. После достижения предела текучести некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести. Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга быстрорежущей стали — AISI M2 составляет 200 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение. С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит.Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен модулю Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость быстрорежущей стали — AISI M2

Твердость быстрорежущей стали по Роквеллу — AISI M2 зависит от процесса термообработки, но составляет примерно 65 HRC.

Испытание на твердость по Роквеллу — одно из наиболее распространенных испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость.В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением при предварительной нагрузке (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Основная нагрузка прикладывается, затем снимается, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета числа твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны.Основным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначенное как HRA, HRB, HRC и т. Д., Где последняя буква — соответствующая шкала Роквелла.

Испытание Rockwell C проводится с пенетратором Brale (, алмазный конус 120 ° ) и основной нагрузкой 150 кг.

Термические свойства быстрорежущей стали — AISI M2

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла.Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на применение тепла по-разному .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность — это свойства, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Точка плавления быстрорежущей стали — AISI M2

Точка плавления быстрорежущей стали — сталь AISI M2 составляет около 1430 ° C.

В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой фазы в жидкую.Температура плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность быстрорежущей стали — AISI M2

Теплопроводность быстрорежущей стали — AISI M2 составляет 41 Вт / (м · К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт / м.К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Коэффициент теплопроводности большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) .Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Что такое быстрорежущая сталь?

На протяжении десятилетий Griggs Steel поставляла качественную быстрорежущую инструментальную сталь многим клиентам для всех их потребностей в обработке и производстве. Наши стандарты как в отношении наших продуктов, так и услуг заставляют нас двигаться вперед, чтобы удовлетворить клиентов и построить с ними прочные отношения.Что такое быстрорежущая сталь? Что отличает его от других в отрасли и что мы можем для вас сделать?

Определение быстрорежущей стали

Быстрорежущая инструментальная сталь представляет собой набор сплавов инструментальной стали, названных в честь их способности резать материалы быстрее, чем традиционные высокоуглеродистые стали, ранее использовавшиеся в режущих инструментах. Это происходит из-за исключительной твердости, стойкости к истиранию и устойчивости к размягчению при высоких температурах благодаря используемым легирующим металлам и термообработке. Мы следуем Американскому обществу испытаний и материалов в его определении быстрорежущей стали, как указано в Спецификации A600-79 — высокоуглеродистой стали, содержащей вольфрам и / или молибден, а также хром, ванадий и иногда кобальт.

Используемая термообработка также является важным компонентом быстрорежущей стали, поскольку ее мартенситная структура способствует ее высокой твердости. Это достигается аустенизацией почти до температуры плавления стали, затем закалкой в ​​солевой ванне или воздушным охлаждением и несколькими циклами отпуска для превращения любого оставшегося аустенита в мартенсит.

Хотя термин «быстрорежущая инструментальная сталь» описывает несколько сплавов, эти характеристики являются общими для всех из них:

• Высокое содержание сплава, в основном вольфрама или молибдена, с меньшими количествами хрома, ванадия и кобальта;
• Высокое содержание углерода — минимум 0.65% по весу, но обычно содержание углерода от 0,8% до 1,5%;
• твердость по Роквеллу не менее 64 HRC при комнатной температуре;
• Процесс термообработки, при котором образуется большое количество сложных металлических карбидов, в основном карбидов вольфрама, молибдена и ванадия, взвешенных в стальной подложке, что обеспечивает твердость и износостойкость.

Общие марки и свойства быстрорежущей стали

Более сорока классификаций быстрорежущей стали признаны Американским институтом чугуна и стали (AISI), и многие из них по-прежнему производятся производителями.Две общие категории включают эти различные классификации: те, которые в основном легированы вольфрамом, и те, которые легированы молибденом.

Каждая оценка обозначается буквами T или M соответственно, а также уникальным номером, отличающим ее от других оценок. Несмотря на это название, все стали M-типа, кроме двух, также содержат некоторое количество вольфрама, а все T-типы, кроме одной, содержат некоторое количество молибдена; оба они образуют карбиды металлов, необходимые для достижения желаемых свойств. Спецификации ASTM существуют для 7 типов T и 17 типов M.

Основные легирующие элементы оказывают сильное влияние на свойства быстрорежущей стали, и различные марки были разработаны в результате обширных экспериментов.

• Вольфрам и молибден образуют карбиды, определяющие структуру быстрорежущей стали. Как правило, молибденовые стали имеют более высокую вязкость, в то время как вольфрамовые стали обладают более высокой твердостью в горячем состоянии — твердость сохраняется при очень высоких температурах.
• Ванадий улучшает износостойкость и жаропрочность инструментальных сталей за счет образования стабильных карбидов ванадия.Однако более высокая доля ванадия требует увеличения содержания углерода, чтобы противодействовать потере ударной вязкости. Стали с высоким содержанием ванадия используются для изготовления специальных режущих инструментов, где износостойкость и термостойкость имеют первостепенное значение.
• Хром добавлен в основном для улучшения закаливаемости и уменьшения повреждений от окисления во время термообработки.
• Включение кобальта улучшает горячую твердость быстрорежущих сталей, хотя также увеличивается и хрупкость.
• Следы включений кремния и серы имеют несколько нишевых применений, но обычно не оказывают значительного влияния на свойства стали.
• Марганец и фосфор должны быть сведены к минимуму, так как эти элементы значительно увеличивают хрупкость стали и могут вызвать растрескивание во время закалки.

Обработка поверхности

Инструменты из быстрорежущей стали часто покрываются блестящей или черной оксидной пленкой для использования с цветными или черными металлами соответственно. Также возможны другие покрытия и обработки. Азотирование приводит к диффузии азота в поверхность стали во время термообработки, в результате чего образуется цементированная поверхность, которая показывает более высокую износостойкость за счет твердости надреза.

Другой распространенной обработкой является нитрид титана (TiN) путем физического осаждения из паровой фазы, что значительно улучшает удержание кромок. Это в сочетании с более низким коэффициентом трения означает увеличенный срок службы и улучшенную обработку, хотя инструменты с покрытием TiN отрицательно реагируют с титаном или никелевыми сплавами.

Наши изделия из быстрорежущей стали

Мы производим и отгружаем продукцию из быстрорежущей стали в виде блочных листов, листов и закаленных круглых прутков различных размеров. В наш регулярный инвентарь входят быстрорежущие стали марок M2, M3, M4, M7 и M42.M2 широко считается отраслевым стандартом для быстрорежущих сталей, хорошо сбалансированных по ударной вязкости, стойкости к истиранию и жаропрочности для общего назначения, заменяя исходный сплав T1 в большинстве случаев применения из-за включения молибдена, улучшающего большинство свойств и более экономичного.

Вместо этого для более специфических применений используются другие марки HSS, как правило, для повышения износостойкости или жаропрочности. M3, M4 и M7 содержат повышенное содержание углерода и ванадия для повышения стойкости к истиранию и шлифуемости, а M42 обладает высоким содержанием кобальта, что придает ему исключительную жаропрочность.

Кроме того, мы производим несколько марок, используя запатентованный процесс металлургии твердых частиц, разновидность порошковой металлургии. Это включает в себя заливку расплавленного сплава через распылительное сопло и его распыление для получения крошечных капель стали, которые быстро охлаждаются до мелкого порошка, хранящегося в герметичных и обеззараженных капсулах.

Затем порошок подвергается горячему изостатическому прессованию — сочетание высокого давления и температуры, близкой к температуре плавления, — для его уплотнения. Это дает мелкозернистую однородную объемную структуру с равномерным распределением карбидов и небольшим выделением легирующих элементов или его отсутствием.Мы называем полученные сплавы металлическими частицами, обозначенными PM.

Наши частицы металлов включают стандартные марки M4, T15, M48 и A11 (в основном сталь на основе ванадия), а также PM 23, 30 и 60; они также включены в регулярную инвентаризацию. Мелкозернистая и однородная структура этих металлических частиц придает им высокую ударную вязкость и делает их исключительными для холодной обработки.

Области применения быстрорежущей стали

В целом быстрорежущая сталь отличается твердостью и стойкостью к истиранию, при этом различные марки отличаются ударной вязкостью, жаропрочностью или пониженной хрупкостью.В результате эти сплавы находят наибольшее применение в промышленных режущих инструментах — инструментальных битах, фрезах, пильных полотнах, сверлах, метчиках, протяжках и многом другом.

Инструменты, изготовленные из быстрорежущей стали, часто имеют острую кромку дольше, чем другие углеродистые стали, а разнообразие доступных марок и видов обработки поверхности обеспечивает возможности для специализированных применений. Эти продукты находят применение везде, от деревообработки до обработки высококачественных сплавов.

Хотя традиционно они не считаются режущими инструментами, пуансоны, штампы и другие компоненты в прогрессивной штамповке также могут быть изготовлены из быстрорежущей стали.Кроме того, свойства быстрорежущих сталей, в частности твердость и износостойкость, желательны для ручных инструментов, таких как долота, напильники, лезвия для ручных рубанков, кухонные и карманные ножи.

Обратитесь к Griggs Steel

Griggs является лидером отрасли в производстве быстрорежущих инструментальных сталей не только по качеству наших сталей, но и по доступности, быстрому реагированию и доставке, опыту в соответствии с ISO-9001 и специализированному обслуживанию клиентов. Каждый заказ включает в себя сертификат качества, и мы готовы подтвердить его, вернув вам деньги, если наша быстрорежущая сталь выйдет из строя из-за дефектов.Свяжитесь с нами сегодня, чтобы запросить расценки и узнать больше о наших возможностях и их преимуществах.

О быстрорежущей стали (HSS), которую необходимо знать

Быстрорежущая сталь (HSS) — это инструментальная сталь с высокой твердостью, высокой износостойкостью и высокой термостойкостью. В народе ее еще называют сталью с закалкой на воздухе. Который может затвердеть при охлаждении на воздухе во время закалки. Его основная часть состоит из двух видов материалов. Такие как карбид металла и стальная подложка. Карбид металла, включая карбид вольфрама, карбид молибдена и карбид ванадия.Они улучшат прочность и износостойкость материала. И стальная подложка, которая распределяется по карбиду по всему периметру. Это повлияет на свойства материала. Сделайте его более прочным и способным поглощать удары и предотвращать скалывание. Красная твердость быстрорежущей стали высокая. И обладает отличной износостойкостью, хорошими технологическими характеристиками. Даже прочность и ударная вязкость самые лучшие для всех типов стали. Таким образом, он используется для изготовления сложных лезвий и металлорежущих инструментов с хорошей ударопрочностью.А также это отличный материал для холодной обработки пресс-форм, высокотемпературных пружин и т. Д.

Состав быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь изготавливается из элементов W, Mo, Cr, Co, V и др. А HSS — это высоколегированная сталь с высоким содержанием углерода. Его содержание углерода составляет около 0,7% -1,65%. И содержание сплава составляет около 10% -25%. Быстрорежущая сталь широко применяется во всех видах обрабатывающих режущих инструментов. Инструменты обычно имеют большие размеры, а среда во время работы — высокая скорость резания, большая нагрузка и высокая рабочая температура.Он также используется для изготовления основы форм для холодной и горячей обработки с целью обеспечения высокой износостойкости. Согласно GBT9943-2008, HSS можно разделить на три типа по характеристикам материала. Например, низколегированная быстрорежущая сталь (HSS-L), нормальная быстрорежущая сталь (HSS), высокоэффективная быстрорежущая сталь (HSS-E).

Таблица эквивалентов марок быстрорежущей стали

Свойства и применение быстрорежущей стали

W18Cr4V

Обладает большой жаропрочностью. Легко шлифуется и обрабатывается.Чувствительность к перегреву закалки мала, а жаропрочность выше, чем у легированной стали. Кроме того, он обладает хорошей прочностью и обрабатываемостью при 600 ℃. Но его карбид больше. Прочность и ударная вязкость снижаются по мере увеличения размера материала. Подходит только для изготовления обычных ножевых инструментов. Это не лучший материал для изготовления ножей большого размера и тонких лезвий. Широко распространено изготовление всевозможных режущих инструментов средней твердости. Такие как токарные инструменты, фрезы, протяжные инструменты и т. Д.А также могут быть изготовлены основы форм для холодной обработки, фитинги, работающие при высоких температурах окружающей среды и т. Д.
W18Cr4V-Co5 Это кобальтовая быстрорежущая сталь. Обладает хорошей твердостью при высоких температурах. Износостойкость и закалочная твердость высокие. Твердость поверхности может достигать 64-66HRC. Это отличный материал для всех видов режущих инструментов для высокоскоростной резки с высокой твердостью. Такие как зубофрезерные станки, токарные инструменты, фрезы и обрабатывающие режущие инструменты для автоматических станков.

W18Cr4V2-Co8

Это также кобальтовая быстрорежущая сталь. Его жаропрочность и износостойкость лучше, чем у W18Cr4VCo5. Но стойкость ниже. Твердость закалки достигает 64-66HRC (твердость поверхности). Люди всегда используют его для изготовления фрез, токарных инструментов, фрез и т. Д.

W12Cr4V5-Co5

Это кобальтовая быстрорежущая сталь с высоким содержанием углерода и ванадия. Обладает большой износостойкостью и твердостью. И он обладает хорошей стойкостью к закалям и твердостью.Таким образом, ее срок службы больше, чем у другой быстрорежущей стали. Это идеальный выбор для труднообрабатываемого материала. Такие как высокопрочная сталь, сталь средней прочности, холоднокатаная сталь, легированная сталь и т. Д. Он также обычно используется для изготовления режущего механизма, резьбонарезного инструмента и основы для холодной обработки. Но не может использовать для изготовления сложных режущих инструментов с высокой степенью точности.

W6Mo5Cr4-V2

Обладает высокой жаропрочностью и твердостью. После закалки твердость поверхности может достигать 64-66HRC.Это молибденовая быстрорежущая сталь с низким содержанием вольфрама. Стоимость ниже чем W18Cr4V. И это одна из самых популярных быстрорежущих сталей. Обычно он используется для изготовления сверл, метчиков, резьбовых штампов и т. Д.
CW6Mo5-Cr4V2 После закалки твердость поверхности, термическая стабильность и износостойкость лучше, чем у W6Mo5Cr4-V2. Но его прочность и ударная вязкость ниже, чем у W6Mo5Cr4-V2. Обычно люди используют его для изготовления ножей с высокой обрабатываемостью. Такие как протяжной инструмент, бит развертки и т. Д.

W6Mo5Cr4-V3

Карбид у него небольшой, распределяется прямоугольно. Также обладает хорошей пластичностью и прочностью. И износостойкость лучше, чем у W6M05Cr4V2. Но измельчаемость плохая и легко поддается окислительному обезуглероживанию. Это не лучший выбор для изготовления сложных высокоточных режущих инструментов. Его можно использовать для изготовления всех видов универсальных режущих инструментов. Такие как токарный инструмент, фреза и т. Д.
CW6Mo5-Cr4V3 Это быстрорежущая сталь серии Мо с высоким содержанием углерода и ванадия.На основе W6M05Cr4-V3 для повышения среднего содержания углерода с 1,05% до 1,20%. А также улучшить содержание ванадия, чтобы улучшить его износостойкость.

Химический состав всех быстрорежущих сталей

-0,15

0,15

903 903 0,035 0,035 макс.

-0,15

-0,190

903

Быстрорежущая сталь в продаже

Как профессиональный поставщик быстрорежущей стали в Китае, мы предоставим вам лучшее техническое руководство и услуги, которые сделают ваш бизнес лучше.Просто посетите наши изделия из быстрорежущей стали.

быстрорежущая сталь | Инструментальная сталь

Быстрорежущие инструментальные стали предназначены в первую очередь для применения в режущих инструментах. Термин «высокоскоростной» использовался при первом изобретении этих сталей. Этот термин относится к тому факту, что стали можно использовать в качестве режущих инструментов при высоких скоростях вращения на токарном станке. В некоторых случаях скорость вращения была настолько высокой, что инструменты нагревались до тускло-красного цвета, что составляет около 1100 ° F (593 ° C).Способность сохранять твердость, необходимую для резки при этой температуре, является свойством, известным как красная твердость или горячая твердость, и является основной определяющей характеристикой быстрорежущих сталей.

Быстрорежущие стали обладают высокой прочностью и твердостью, но обычно имеют более низкую вязкость, чем стали для инструментов для холодной обработки. Некоторые из них, в первую очередь M2 и металлический порошок M4, используются при холодной обработке из-за их прочности и износостойкости, которые могут быть достигнуты.

Чтобы считаться быстрорежущей сталью, химический состав должен соответствовать определенным минимальным требованиям, которые определены в Спецификации ASTM A600 для быстрорежущих инструментальных сталей.Самые низколегированные стали, быстрорежущие стали M50 и M52, правильно известны как промежуточные быстрорежущие стали из-за более низкого содержания в них легирующих элементов. Кобальтосодержащие стали, такие как M35 и M42, известны как сверхскоростные стали, поскольку они обладают повышенной жаропрочностью.

Номинальный химический состав обычных быстрорежущих и среднескоростных инструментальных сталей представлен в весовых процентах ниже. Относительные сравнения свойств сталей представлены в таблице на обратной стороне.Более конкретную информацию о сталях можно найти в отдельных таблицах данных. Сплавы с приставкой DuraTech ™ производятся методом порошковой металлургии и обеспечивают уникальное сочетание прочности, ударной вязкости и износостойкости. Некоторые из марок также доступны в ресульфурированной версии. Добавление серы улучшает обрабатываемость стали в отожженном состоянии и шлифуемость в закаленном состоянии.

Быстрорежущая сталь: популярно и практично

Согласно отраслевым источникам, ожидается, что к 2020 году мировой рынок режущего инструмента из быстрорежущей стали (HSS) вырастет до более чем 10 миллиардов долларов.Рики Пейлинг, менеджер по стратегии производства круглых инструментов в Dormer Pramet, рассматривает, почему HSS остается популярным вариантом, различные доступные составы и как этот материал адаптировался к быстро меняющейся отрасли.

Несмотря на растущую конкуренцию со стороны твердого сплава, HSS продолжает пользоваться популярностью у производителей благодаря своей высокой износостойкости и отличным свойствам твердости и ударной вязкости. Режущие инструменты из быстрорежущей стали лучше всего подходят для массового производства, где срок службы инструмента, универсальность, производительность и стоимость инструмента имеют первостепенное значение для конечного пользователя.Таким образом, он по-прежнему играет важную роль в эффективной и надежной обработке многих компонентов.

Кроме того, нынешняя ориентация на хорошее качество продукции, отвечающее требованиям клиентов по разумной цене, оказывается привлекательной в нынешних условиях глобальной экономики.

Чтобы удовлетворить растущий во всем мире спрос на HSS, производители режущего инструмента вложили в этот сегмент обширные ресурсы. Это включает увеличение инвестиций не только в разработку новых продуктов, но и в исследования и разработки, что привело к тому, что инструменты HSS стали более надежными за счет сокращения количества дефектов, более низких производственных затрат и более коротких сроков выполнения заказа.Добавление улучшенных подложек, в том числе порошковой металлургии и покрытий, способствовало дальнейшему повышению производительности.

В ассортименте круглых инструментов Dormer в настоящее время доступны четыре различных типа материалов; быстрорежущая сталь, быстрорежущий кобальт (HSS-E), быстрорежущая сталь / карбид (HSS HM) и сталь для порошковой металлургии HSS-E (HSS-E PM). Эти материалы используются в нашем ассортименте сверл, зенковок, разверток, метчиков и фрез.

Состав HSS

Типичный состав HSS включает хром (4%), вольфрам (прибл.6%), молибден (до 10%), ванадий (около 2%), кобальт (до 9%) и углерод (1%). Различные типы оценок зависят от различных уровней добавленных элементов.

Хром улучшает закаливаемость и предотвращает образование накипи. Вольфрам обеспечивает большую эффективность резки и устойчивость к отпуску, а также улучшенную твердость и жаропрочность. Молибден — побочный продукт производства меди и вольфрама — также улучшает эффективность резания и твердость, а также устойчивость к отпуску.Ванадий, который присутствует во многих минералах, образует очень твердые карбиды для хорошей абразивной износостойкости, повышает износостойкость и прочность при высоких температурах, а также сохраняет твердость.

Кобальт улучшает термостойкость, сохраняет твердость и немного улучшает теплопроводность, а углерод увеличивает износостойкость и отвечает за основную твердость (примерно 62-65 Rc). Добавление кобальта в HSS на 5-8% увеличивает прочность и износостойкость. Обычно сверла с добавлением большего количества кобальта используются в специальных операциях.

Томас Лундквист и Гуннар Вистранд из механической мастерской Ларссона

Преимущества

Инструменты

HSS могут противостоять вибрации, независимо от типа станка, даже если со временем теряется жесткость, и независимо от условий зажима заготовки. Он может предотвратить механические удары на уровне зуба при фрезеровании и справиться с различными условиями смазки, которые могут привести к тепловым изменениям.

Кроме того, благодаря прочности, присущей HSS, производители инструментов могут производить чрезвычайно острые режущие кромки.Это упрощает обработку сложных материалов, обеспечивает меньшее упрочнение аустенитных нержавеющих сталей и никелевых сплавов и обеспечивает лучшее качество поверхности и допуски обрабатываемых деталей.

Поскольку металл режется, а не рвется, он обеспечивает более длительный срок службы инструмента при более низких температурах режущей кромки. Это также требует меньших усилий резания, что в конечном итоге означает меньшее потребление энергии станком. С точки зрения стойкости инструмента, HSS очень хорошо работает с прерывистым резанием, однако имеет ограниченный диапазон скоростей резания, который намного ниже по сравнению с твердосплавными инструментами.

Покрытия и основы

HSS может быть признанным материалом для режущего инструмента, но это не означает, что он не подвергался постоянному развитию и усовершенствованию с тех пор, как впервые был использован в конце 19, ^и годах. Например, ассортимент HSS-подложек Dormer Pramet далеко не устарел. Мы вложили средства в порошковую технологию, чтобы разработать материал, обеспечивающий лучшие результаты.

HSS-E с порошковой металлургией предлагает более высокое содержание легирующих элементов и комбинацию уникальных свойств, повышающих ударную вязкость, износостойкость и твердость.Использование HSS-E-PM продлевает срок службы инструмента, делает его более предсказуемым, улучшает подачу и скорость, а также помогает уменьшить проблемы выкрашивания.

Самым последним применением этой технологии порошковой металлургии являются метчики Dormer Shark Line, которые изготавливаются из основы HSS-E-PM, специально разработанной для метчиков, чтобы придать требуемую дополнительную прочность, стабильные свойства и превосходную шлифуемость по сравнению с обычными высокоскоростными метчиками. стали. Эти улучшенные характеристики означают, что метчики имеют более предсказуемый и надежный срок службы.

Кроме того, HSS-E и HSS-E-PM являются отличными подложками для различных покрытий, таких как нитрид титана (TiN), нитрид титана-алюминия (TiAlN), карбонитрид титана (TiCN), а также многослойных покрытий.

Покрытия

значительно увеличивают срок службы инструмента и дополнительно повышают производительность инструментов из быстрорежущей стали в средах с высокими производительностью, скоростью и подачей, а также при сухих операциях и при обработке сложных материалов.

Сверло Dormer A002 HSS

Они обладают повышенной твердостью поверхности для повышения износостойкости, уменьшенным трением для лучшего образования стружки, уменьшенными силами резания и меньшим тепловыделением, устойчивостью к кратерному износу и улучшенным качеством поверхности готовых деталей.Режущие инструменты из HSS-E с покрытием TiAlN, например, хорошо подходят для сухой обработки чугуна, поскольку это помогает выдерживать высокие температуры, в то время как инструменты из HSS-E-PM с покрытием TiAlN подходят для обработки титановых и никелевых сплавов.

Сводка

В эпоху, когда пользователям требуются надежные, стабильные и универсальные инструменты по доступной цене, быстрорежущая сталь по-прежнему остается идеальным выбором для многих областей применения. Таким образом, он по-прежнему может удерживать свои позиции на рынке среди более молодых и технически совершенных материалов.

Во всяком случае, HSS за многие годы стал сильнее, адаптировавшись к новым покрытиям, изменив свой состав и добавив новые технологии, и все это помогло сохранить свое положение в качестве жизненно важного материала в металлообрабатывающей промышленности.

Отрасль режущего инструмента всегда была конкурентной средой, и HSS остается ключевым компонентом, предлагающим клиентам то, что всегда было важным требованием: выбор.

Пример клиента

Пример реального применения — высокоскоростное сверло для кобальта (HSS-E) Dormer A553, которое стало ключевым компонентом для шведского производителя.

Механическая мастерская Ларссона, основанная в 1951 году, производит металлические изделия на условиях субподряда, а также оказывает услуги по обработке и сборке для различных отраслей промышленности. Одна конкретная работа заключалась в обработке тысяч отверстий в роликах упаковочной машины из нержавеющей стали 2346 и 2333.

Сверло A553 диаметром 12 мм с верхним покрытием из TiAlN и внутренним подводом СОЖ используется для сверления тысяч отверстий на глубину до 70 мм, что соответствует бурению от 70 до 75 м.

Для Ларссона HSS является предпочтительным вариантом в качестве оператора ЧПУ, Гуннар Вистранд объясняет: «Это гибкое сверло, которое, в отличие от твердосплавного сверла, более снисходительно, если что-то случится. Еще одно преимущество A553 в плане безопасности заключается в том, что мы можем покинуть машину без риска поломки ».

В этом отношении преимущества намного перевешивают недостатки, как утверждает г-н Вистранд: «При использовании A553 для изготовления каждой катушки требуется дополнительно 30 секунд. Однако процесс более предсказуем, и время переналадки значительно сокращается.

«Дополнительное время, необходимое для смены инструментов, обойдется нам гораздо дороже. Если не менять инструмент так часто, это также устраняет любые проблемы безопасности, связанные с этим процессом ».

Дормер Pramet
www.dormerpramet.com

История быстрорежущей стали

Спецификации

для быстрорежущей стали разрабатывались на протяжении многих лет в первую очередь для использования при высокоскоростной резке, а также для производства инструментов и штампов. Характеристики различаются в зависимости от марки, но общие свойства включают высокую износостойкость и превосходную вязкость.Марки быстрорежущей стали также обладают высокой стойкостью к размягчению при повышенных температурах до 500 ° C, что делает их идеальными для использования на высоких скоростях, отсюда и название.

При термообработке эти стали могут достигать высокой твердости по Роквеллу, например, быстрорежущая сталь M2 обычно закаляется до 64HRc, тогда как M42 может закаляться до 70HRc, хотя обычно закаляется до 66-68HRc.

В химическом составе марок быстрорежущей стали сочетаются некоторые или все легирующие элементы: углерод, хром, молибден, ванадий, вольфрам и кобальт.Марки с комбинацией углерода, ванадия и вольфрама могут обеспечить высочайшую износостойкость. Марки кобальта обладают повышенной жаропрочностью и устойчивостью к отпуску, но понижают ударную вязкость.

История

В 1868 году Роберт Мушет изобрел самозакаливающуюся / закаленную на воздухе сталь, известную как Mushet Steel или R Mushets Special Steel. Это была первая известная специальная сталь, которая после ковки и охлаждения приобретала определенную твердость. Он широко использовался в инженерных инструментах и ​​в то время был запатентован, а его химический состав держался в секрете.Теперь мы знаем, что содержание вольфрама 8% было ключом к характеристикам стали. В 1870 году Samuel Osborn & Company из Шеффилда, Великобритания, приобрела права на производство стали для массового производства.

На рубеже XIX века американец Фредерик Тейлор и Брит Мансель Уайт, работавший в Америке в Bethlehem Steel Company в Пенсильвании, провел многочисленные испытания и эксперименты с Mushet Steel, чтобы лучше понять его характеристики. В ходе этих экспериментов они обнаружили, что добавление 3.8% хрома по отношению к стали с 8% вольфрама позволяли производить закалку и отпуск при высокой температуре (близкой к температуре плавления стали). На вооружении он мог работать на гораздо более высоких скоростях, чем Mushet Steel. Название, данное ему, было «Быстрорежущая сталь».

T1 была одной из первых быстрорежущих сталей массового производства. Он был разработан и изготовлен в 1910 году и в то время запатентован компанией Crucible Steel Co, Нью-Джерси, США. Вольфрам-молибденовая быстрорежущая сталь M2 была изобретена В. Брилором в США в 1937 году.

В последующие годы было разработано много новых марок быстрорежущей стали. В Великобритании ряд производителей специальной стали (преимущественно в Шеффилде) производили множество быстрорежущих сталей, а также стали со спецификациями для инструментальной стали. В то время было обычным делом для каждого производителя присваивать каждой марке стали уникальное фирменное наименование. Samuel Osborn & Company были хорошим примером этого, гордясь тем, что использовали имя Mushet, например, в своих марках быстрорежущей стали;

Фирменное наименование Сэмюэля Осборна AISI BS4659 *
Double Mushet ND T1 BT1
Triple Mushet GZ T4 BT4
Mushet MKK M2 BM2
Mushet Special VG M15 BM15
* (введено в 1971)

Общие технические условия на быстрорежущую сталь

Многочисленные торговые марки инструментальной и быстрорежущей стали в то время сбивали покупателей с толку.В 1971 году Британский институт стандартов разработал новые стандарты для всех основных типов инструментальной и быстрорежущей стали, используемых в Великобритании, известные как BS4659. Со временем ассортимент выпускаемой быстрорежущей стали сократился. В настоящее время наиболее популярны марки M2, M35 и M42, которые доступны в виде круглого прутка, плоского прутка и листа.

M2 HSS

Быстрорежущая сталь M2, состоящая из вольфрам-молибдена, обеспечивает высокую износостойкость после закалки. Обладая лучшей прочностью и хорошей режущей способностью, он теперь заменил T1 как самый популярный сорт быстрорежущей стали.В настоящее время T1 редко производится или хранится в Великобритании.

M35 HSS

Добавление кобальта в M35 дает ему лучшие термостойкие характеристики, чем M2.

M42 HSS

Обладая высокой твердостью (до 70HRc) и превосходной твердостью при нагревании, инструменты из M42 обеспечивают отличные режущие характеристики в процессе эксплуатации.

Приложения

Спецификации из быстрорежущей стали обычно используются для изготовления коронок (добавить ссылку), режущих инструментов, метчиков, сверл, фрез и ленточных пил.Благодаря своей высокой твердости и высокой стойкости к истиранию быстрорежущие стали часто используются в инструментах для таких компонентов, как пуансоны и матрицы.

Узнайте разницу между HSS и карбидом за 3 минуты

В целом использование твердого сплава в режущих инструментах началось в 1925 году. быстрорежущая сталь (HSS) является стандартом для металлорежущих инструментов с 1930-х годов. Позже появился карбидный материал, который считается прямой заменой HSS.Его часто используют в качестве эталона для сравнения из-за его вязкости, износостойкости и достаточной твердости именно для резки металлов общего назначения, что делает их базовым показателем для сравнения с твердым сплавом.

Что такое карбид вольфрама?

Твердый сплав — это порошок тугоплавкого высокотвердого карбида металла микронных размеров, усиленный кобальтом, молибденом, никелем и т. Д., Спеченный при высокой температуре и высоком давлении. По содержанию высокотемпературного карбида в цементированном карбиде выше, чем в быстрорежущей стали, с высокой твердостью (HRC75–80) и хорошей износостойкостью.

Примечательно, что горячая твердость твердого сплава может достигать 800-1000 градусов. Это свойство способствует увеличению скорости резания карбида и делает его в 4-7 раз быстрее, чем у быстрорежущей стали, и обеспечивает более высокую эффективность резания.

Однако его недостатки аналогичны недостаткам HSS. Он обладает низкой прочностью на изгиб, плохой ударной вязкостью, высокой хрупкостью и низкой ударопрочностью и вибростойкостью.

Частицы карбида вольфрама размером от 0,2 до 1 мкм спекаются с кобальтом для создания твердой массы.Кобальт действует как связующее, «склеивая» частицы вместе. Этот материал произвел революцию в металлообрабатывающей промышленности, обеспечив более высокие скорости и подачи, а также в некоторой степени увеличив срок службы инструмента.

Что такое HSS?

Быстрорежущая сталь (HSS) — это инструментальная сталь с высокой твердостью, высокой износостойкостью и высокой термостойкостью. Она также известна как острая сталь, что означает, что она может затвердеть даже при охлаждении на воздухе во время закалки и оставаться острой.

На самом деле, быстрорежущая сталь — это сталь с высоким содержанием углерода и других металлов.С точки зрения состава, который является наиболее важной характеристикой быстрорежущей стали, HSS содержит вольфрам, молибден, хром, ванадий, кобальт и другие карбидообразующие элементы, а общее количество легирующих элементов составляет от 10 до 25%. Эти составы придают HSS классические режущие и машинные свойства, такие как износостойкость. В закаленном состоянии железо, хром, часть вольфрама и высокое содержание углерода в быстрорежущей стали образуют чрезвычайно твердые карбиды, которые могут улучшить износостойкость стали (диапазон твердости по Роквеллу HRC64–68).

Кроме того, все мы знаем, что HSS отличается высокой твердостью из-за растворенного в матрице вольфрама. Горячая твердость быстрорежущей стали может достигать 650 градусов. Элементы, содержащие вольфрам, молибден, хром, ванадий, кобальт и другие карбиды, могут способствовать поддержанию высокой твердости при резке при высоких температурах (около 500 ° C)

Если сравнивать HSS с углеродистой инструментальной сталью, то после закалки и отпуска при низкой температуре углеродистая инструментальная сталь имеет высокую твердость при комнатной температуре.но когда температура превышает 200 ° C, твердость углеродистой инструментальной стали резко снижается. Кроме того, твердость углеродистой инструментальной стали при 500 ° C упадет до уровня, аналогичного ее состоянию отжига, что означает полную потерю ее способности резать металл. Это явление ограничивает использование углеродистой инструментальной стали для режущих инструментов. В то время как быстрорежущая сталь компенсирует критические недостатки углеродистой инструментальной стали за счет ее хорошей жаропрочности.

Сравнение

Во-первых, он сохраняет свою твердость при более высоких температурах, чем HSS, поэтому он может быть более подходящим для более быстрой резки.Несмотря на то, что он немного дороже, чем HSS, он может прослужить в 5-10 раз в зависимости от области применения, что снижает общую стоимость.

С точки зрения механической обработки, инструменты с твердосплавными напайками могут эффективно улучшить качество поверхности и затем контролировать размер заготовки намного лучше, чем HSS.

Несмотря на то, что изделия из карбида относительно дороги, люди все еще изобретают методы снижения затрат на материал, то есть использование твердого сплава только на режущей кромке или кромке.Корпус и хвостовик изготовлены из более дешевой закаленной инструментальной стали. Тогда общая стоимость существенно меньше.

Популярность твердосплавного инструмента постепенно росла за последние несколько лет, но объективно говоря, он все еще не может заменить HSS в зоне общего рабочего назначения. в основном из-за того, что инструменты HSS легко доступны и рентабельны, а также его способность работать с большей частью рабочей среды.

Кроме того, твердый сплав трудно затачивать. Поэтому их обычно покупают как вставки и заменяют, когда они выкрашиваются или изнашиваются.Хотя он очень хорошо выдерживает сжимающую силу, его предел прочности на разрыв очень низкий. Твердосплавные наконечники всегда должны находиться в нужном месте фрезы токарного станка. Перемещение точки реза ниже средней линии может вызвать более высокие силы, которые разделят ее.

Хотя инструменты из быстрорежущей стали не так долго служат, как твердосплавные, они имеют тенденцию быть более стойкими и менее хрупкими и являются лучшим выбором для глубокого резания с небольшими размерами наконечников в более твердых материалах. Кроме того, их гораздо проще затачивать для обычного пользователя.Их легко затачивать с помощью шлифовальных кругов из оксида алюминия.

Таким образом, один полезный совет при выборе используемого типа заключается в том, можете ли вы выполнить процесс заточки самостоятельно. Твердосплавные инструменты служат долго, прежде чем затупятся, но при переточке из-за их небольшого количества узлов требуется использование алмазного шлифовального круга. Если у вас все в порядке с заточкой, твердосплавные инструменты на данный момент будут лучшим выбором для большинства типичных применений обработки металлов.В конце концов, карбид в большинстве случаев превосходит HSS. при резке более мягких материалов, таких как алюминий и пластик, концевые фрезы HSS могут быть полностью квалифицированы.

.