Сталь 32 х 4

Обновлено: 18.05.2024

В настоящее время существует множество различных видов стали. Есть такие металлы, которые входят в отдельную группу HSS. Подобные материалы обычно задействуются для создания разнообразных металлорежущих инструментов. В этой статье расскажем о существующих подвидах HSS-сталей, а также разберемся в сферах их применения.

Общее описание

HSS является обозначением целой группы металлов быстрой резки. Рассматриваемый сплав активно используется во многих производствах, является востребованным. Расшифровка указанной группы материалов – High Speed Steel, что означает в переводе «сталь для работы на высоких скоростях».

Быстрорежущую сталь сегодня производят традиционными методами – посредством залива сплава в слитки. После этого осуществляется прокат подобных заготовок и их проковка. Кроме того, HSS-материалы изготавливаются методом порошковой металлургии. В данном варианте осуществляется распыление стальных струй с азотом.

Рассматриваемые категории металлов относятся к группе высокоуглеродистых. В основном качественный инструментарий, произведенный из HSS-сплава, характеризуется уровнем твердости, который равняется 62-64 HRc. Главное достоинство в сравнении с большинством инструментов твердосплавного вида заключается в неплохих характеристиках прочности, а также более доступной стоимости готовых инструментов высокого качества. Рассматриваемый тип стали замечательно демонстрирует свои характеристики в условиях прерывистой резки.

Сталь, входящая в группу HSS, является высокоуглеродистой. Она характеризуется повышенным содержанием такого химического элемента, как углерод. Некоторые марки такого металла также имеют в своем составе вольфрам в тех или иных пропорциях.

Ограничивать применение HSS может только слишком низкая скорость резания, если сравнивать ее с твердосплавами.

Сегодня из рассматриваемого материала производят множество изделий, среди которых встречаются очень хорошие сверла. Узнаем на примере таких продуктов, чем они первоочередно отличаются от аналогов из твердых сплавов.

Сталь типа HSS возможно получить посредством внесения в углеродистую сталь таких химических элементов, как вольфрам, хром, молибден и так далее. Сырье современных HSS-сверл характеризуется повышенными прочностными характеристиками.

Сплав твердого типа является материалом композитной категории. Он производится в соответствии с порошковой техникой. Структура рассматриваемых металлов складывается из частичек, отличающихся микронными размерами. Главный компонент твердосплавных сплавов – это вольфрамовый карбид. В составе материалов имеются и вспомогательные элементы, такие как карбид титана или тантала.

Современные твердосплавные изделия стоят дороже, нежели экземпляры из HSS-стали, поскольку сама техника их производства оказывается более сложной и затратной.

Характеристики

Обозначим общие характеристики современных металлов, входящих в группу HSS.

Для рассматриваемого сырья характерной является горячая твердость при условии прогрева до 500-600 градусов Цельсия. Современные металлы быстрорежущего типа могут легко сохранять повышенные показатели твердости даже при условии очень сильных перегревов режущей кромки.

Для рассматриваемой стали характерна красностойкость до 4-х часов. Подобная отличительная черта металла свидетельствует о том, что он может в течение 4-х часов выдерживать воздействие повышенных температурных значений, сохраняя на этом фоне нормальную степень жесткости. Кобальт, хром, молибден и вольфрам, а вместе с тем и ванадий, имеющиеся в составе сплавов HSS, способствуют тому, что режущие кромки могут перенести длительный нагрев, достигающий 600 или даже 650 градусов Цельсия.

Материал характеризуется эффективным сопротивлением разрушениям. Современные быстрорежущие разновидности сталей являются стойкими к хрупким видам разрушений режущей кромки. Сверла и прочие продукты из HSS-сплавов могут беспроблемно выдерживать очень большие усилия при резании, а также высокие подачи и внушительные глубины резки.

Существует 3 основных подвида рассматриваемой стали: вольфрамовые, молибденовые и высоколегированные. Каждая из указанных категорий имеет свои отличительные характеристики, а также дополнительные подтипы со своими особенностями.

Вольфрамовые

Вольфрамовая категория HSS-стали известна 4 подтипами металлов – Т1, Т2, Т3, Т15. Присутствие вольфрама в составе указанных сплавов делает инструменты из них красностойкими, за счет чего возможно сохранение твердости и остроты режущих кромочных элементов даже под действием высоких температурных значений.

T1. Сплав характеризуется повышенным уровнем прочности, является стойким к изнашиванию. Чаще всего такой материал используется в производстве качественных сверл и прочего инструментария, применяемого для работ с легированными и углеродистыми подвидами сплавов.

T2. В рассматриваемом сплаве имеет место содержание ванадия в количестве 2%. Из Т2 производят чистовые и получистовые сверла, которые рассчитаны на обрабатывание сырья среднелегированной категории.

Т3. Этот материал может быть задействован в качестве аналога марки Р18К5Ф2. Он предусматривает включение таких химических элементов, как вольфрам – 18%, кобальт – 5% и ванадий – 2%. Инструментарий, созданный из подобного сплава, отличается повышенным уровнем стойкости к износу и жесткости, но характерен сниженной шлифуемостью.

В основном сверла из Т3 задействуют для взаимодействия с заготовками, сделанными из коррозионно-устойчивых и жаростойких металлов.

Т15. В составе сырья этой марки есть вольфрам, ванадий, кобальт. Из него производят качественные рабочие приспособления, отличающиеся достаточной прочностью. Не подвержены быстрому изнашиванию.

Молибденовые

Подобная группа быстрорежущих металлов распространена очень широко. В сплавах молибденового типа тоже предусматриваются такие составляющие, как кобальт и вольфрам.

Те продукты, что могут сохранять максимально высокие показатели твердости по ходу проведения работ на фоне повышенных температур, делают именно из рассматриваемых молибденовых материалов с маркировкой выше М41.

Инструментарий, отличающийся заметной вязкостью ударного типа в условиях пониженных температурных показателей, также создают из сплава с молибденом, но с условием дальнейшей термообработки.

Рассмотрим несколько отдельных марок молибденовых быстрорежущих сплавов.

М1. В этом материале молибден имеется в количестве 8%. Сверла, которые отливают из него, наделяются внушительной гибкостью, легкой переносимостью больших нагрузок.

М2. В содержании указанного сплава присутствуют вольфрам, молибден. Сырье является высокопрочным, теплоустойчивым.

М3. В этом материале имеется 3% ванадия. Приспособления, отлитые из подобного сплава, являются стойкими к шлифовке.

М7. Рассматриваемая марка производится из комбинации ванадия, вольфрама и молибдена. Подходит для производства сверл, заточенных на взаимодействие с твердыми материалами, а также металлами с толстыми стенками.

М35. Материал имеет 5% кобальта, молибдена и вольфрама. А также имеются скромные проценты никеля, марганца и кремния. Главный плюс сырья заключен в том, что он имеет неплохую вязкость, отличную шлифуемость, тепловую стойкость, сопротивляемость изнашиванию.

Высоколегированные

Высоколегированная категория стальных материалов также имеет отношение к молибденовой группе. Металлы, что претерпели особую термическую обработку, зачастую берутся для изготовки инструментов с очень серьезной ударной вязкостью.

Кроме того, инструментарий из высоколегированной режущей HSS-стали может беспроблемно эксплуатироваться на фоне низких температур.

Рассмотрим марки HSS-сталей высоколегированного типа.

М74. Эта марка имеет в своем содержании молибден и кобальт. Материал характеризуется высокой склонностью к утрате углерода и перегреву по ходу закаливания. Кроме того, М74 отличается сниженной шлифуемостью.

М42. Сверла, сделанные из указанного сплава, являются высокостойкими к истиранию. Их возможно смело задействовать для обрабатывания даже самых сложных металлов высокой вязкости.

Условные обозначения и аналоги

Ознакомимся с рядом условных обозначений – опираясь на них, возможно частично определить сырье, из которого произведен тот или иной продукт.

HSS-R. Указанное обозначение есть практически на всех сверлах, которыми был пройден процесс проката роликового типа вместе с термообработкой. Стойкость подобных изделий является самой низкой.

HSS-G (аналог P6M5). Маркировка, проставляемая на приспособлениях, сделанных из рассматриваемых сплавов, где режущая составляющая отшлифована посредством кубического нитрида бора. Изделия повышенной устойчивости, с минимальным биением радикального характера.

HSS-E (аналог P6M5K5). Так обозначаются продукты, сделанные из металла с маркировкой М35, в котором имеется добавленный кобальт. Такие приспособления подойдут для обрабатывания трудных и сильно вязких металлов.

HSS-G TiN. Верхняя часть подобного инструмента покрывается титановым нитридом в виде напыления. Благодаря этому возрастает жесткость поверхностей.

HSS-TiAiN. В инструментарии и приспособлениях из подобных сплавов имеется покрытие из титан-алюминий-нитрида.

HSS-E VaP. Инструменты с этим обозначением обычно задействуются для работы с нержавейкой.

Что такое HSS сталь? Виды и аналоги HSS.

HSS (High Speed Steel) – обозначает группу быстрорежущих сталей, переводится как сталь для работы на больших скоростях. HSS сталь используется для производства большого спектра различного металлорежущего инструмента. Сюда входят сверла спиральные, корончатые, ступенчатые, фрезы, зенкеры, метчики, плашки, ножи и пильные полотна.

Быстрорежущую сталь изготавливают классическим способом – путем разливки стали в слитки, затем производится прокатка и проковка, а также методом порошковой металлургии – здесь происходит распыление струи жидкой стали азотом. HSS стали считаются высокоуглеродистыми, как правило, инструменты из HSS-стали имеют твердость 62-64 HRC. Основным плюсом в сравнении с твердосплавными инструментами является прочность и более низкая цена инструментов. HSS сталь отлично показывает себя при прерывистом резании, ограничением использования HSS могут быть низкие скорости резания по сравнению с твердосплавами.

Характеристики HSS сталей

HSS стали подразделяются на три основные группы:

Вольфрамовые (Т);
Молибденовые (М);
Высоколегированные быстрорежущие стали.

Стали вольфрамовой группы сейчас практически не используются из-за высокой цены вольфрама и его дефицита. Наиболее применяемые являются стали общего назначения Т1 и сталь с ванадием и кобальтом T15. Т15 используется для инструментов, применяемых при высоких температурах и повышенном износе.

В Сталях молибденовой группы главным легирующим элементом является молибден, но некоторые из них могут содержать равное или даже большее количество вольфрама и кобальта. Стали с высоким содержанием ванадия и углерода очень стойкие к абразивному износу. Тип сталей от М41 отличается высокой твердостью при работе на высоких температурах или применяется такой термин - красностойкостью. Молибденовые стали используются также при производстве инструментов, применяющихся в "холодных" уловиях - накатных плашек, вырезных штампов. В таких случаях HSS стали закаляют до более низких температур чтобы увеличить ударной вязкость.

Таблица общих химических составов HSS сталей. Российские аналоги.

Инструмент с содержанием вольфрама (W), будет обладает очень полезными режущими свойствами и таким качеством как красностойкостью. Это позволяет инструментам сохранять острую твердость и острую режущую кромку при температурах красного каления (до 530°С). Еще больше увеличивает красностойкость и износостойкость- Кобальт (К).

M1. Используется для производства сверл, различного диапазона применения. Сталь М1 обладает меньшей красностойкостью, чем сталь М2, но наименее восприимчива к ударам, является более гибкой.

M2. Самый распространенный материал для производства инструментов из HSS сталей. М2 долго сохраняет свою режущую кромку и обладает хорошей красностойкостью, в отличии от других HSS сталей с меньшим содержанием вольфрама. Применяется обычно для изготовления инструментов при высокопроизводительных машинных работах, например в сверлильных станках.

M7. Используется для сверл тяжелой конструкции при сверления твердого листового металла. Такая HSS сталь применяется там, где необходима гибкость и увеличенный срок службы.

M50. Используется для изготовления сверл, которые применяются при сверлении на портативном оборудовании. Не имеет такой красностойкости как остальные HSS стали с содержанием вольфрама

M35. Сталь М35 имеет более высокую красностойкость по отношению к М2. При этом кобальт несколько снижает стойкость к ударным нагрузкам.

M42. Сталь М42 "Super Cobalt" имеет превосходную стойкость к истиранию и высокую красностойкость. Используется при работах по вязким и сложным материалам.

Условные обозначения

Обозначение иностранных производителей не полностью раскрывает химический состав HSS стали, из которой изготовлены изделия. Тому или иному инструменту отводится определенная задача, которая описывается в каталоге. Другие детали можно выяснить определив химический состав, это можно сделать с помощью портативного анализатора металлов или же провести тестирование изделий опытным путем. Такая маркировка конечно может быть удобна недобросовестному производителю, который может указать на сверле HSS сталь, но она не будет отвечать необходимым требованиям. Ниже приведем основные маркировки, которые характеризуют материал, из которого изготовлен инструмент и область его применения.

HSS-R (или просто HSS) - обозначение на изделиях, которые прошли роликовую прокатку и термическую обработку. Такие изделия имеют наименьшую стойкость.

HSS-G - обозначение на изделиях, которые изготовлены из HSS сталей, режущая часть отшлифована CBN (кубическим нитридом бора). Изделия обладают повышенной стойкостью и меньшим радиальным биением. Инструменты HSS-G – наиболее распространены, они применяются для решения стандартных задач.

HSS-E – в изделия из HSS стали типа М35 добавляется кобальт. Используется при работах по вязким и сложным материалам. Еще встречается такая маркировка как HSS Co 5 и HSS Co 8, которае указывают содержание кобальта 5 и 8%

HSS-G TiN – такая маркировка указывает на напыление нитрида титана. Такое покрытие позволяет повысить поверхностную твердость приблизителньо на 2300 HV и термостойкость до 600°С.

HSS-G TiAlN - поверхность изделий с напылением титан-алюминий-нитрида. Такое покрытие позволяет повысить поверхностную твердость приблизителньо на 3000 HV и термостойкость до 900°С.

HSS-E VAP - VAP-используется для обработки нержавеющих сталей (V2A и V4A). Получается путем "выпаривания" оксидного неметаллического слоя. Таким образом снижается налипание стружки заготовки на поверхности инструмента, которое может привести к поломке изделия. В результате улучшается качество поверхности и благодаря VAP улучшается адгезия СОЖ с поверхностью инструмента.

Все что нужно знать о hss стали за 10 минут

Если вы хотите узнать все о том что это за материал с обозначением HSS (или «ХСС»), где и для чего его применяют, то все это Вы узнаете из нашей статьи. Мы подготовили подробное описание этих сталей, их расшифровки, описали основные характеристики.

включает также группу материалов. Они нужны для изготовления режущих инструментов в широком спектре – от сверл и ножей до фрез и специальных изделий.

Сталь HSS применяется в странах Запада чуть ли не с конца 19 века, но почему? Об этом наша статья.

Что такое сталь hss

Сталь HSS (англ. аббр. high speed steel) класс быстрорежущих сталей, представляет собой целую группу твердосплавных материалов с особыми технологическими свойствами. Основная их особенность – высокое содержание углерода (С), вольфрама (W), молибдена (Мо) и хрома (Cr). Из-за этого твердость стали доходит до 63-64 HRC.

Для сравнения: обычные плоскогубцы имеют до 50 HRC, а гаечные ключи – до 52 HRC.

Функциональное назначение – резание прерывистого типа. В сравнении с другими быстрорежущими сталями они должны применяться на пониженных скоростях. Одно из основных достоинств материалов – мощная прочность и сравнительно низкая цена готового инструмента.

Виды hss сталей

Все материалы с обозначением HSS классифицируются в три большие группы: вольфрамовые, молибденовые и высоколегированные.

Первые не пользуются высокой популярностью – из-за значительной стоимости вольфрама. Из этой группы наибольшим спросом пользуются Т1 и Т15. Все остальные группы имеют более высокую распространенность.

Вольфрамовые стали

Их отличает высокая доля вольфрама – он придает инструменту красностойкость (свойство сохранения твердости при высокой температуре). Обозначаются маркировкой от Т1 до Т15, к примеру:

Т1 (наиболее близкий аналог по химическому составу и эксплуатационным свойствам – сталь Р18): отличается такими основным характеристиками как прочность, износостойкость, шлифуемость;
Т2 (или Р18Ф2): для изготовления сверл по легированным сталям;
Т3 (Р18К5Ф2): для сверл с высокими твердостью и износостойкостью – по высоколегированным и специальным сталям;
Т15 (Р12Ф5К5): для сверл и других инструментов для обработки износостойких и особо прочных материалов.

Наиболее популярна марка Т15, с легированием ванадием и кобальтом – она интересна при производстве изделий, применяемых при высокой абразивности и повышенных температурах.

Молибденовые hss сверла

Мо (наравне с кобальтом) придает сталям значительную износостойкость и ударную вязкость. Обозначаются маркировкой от М1 до М36, вот основные из них:

М1: сверла общетехнические;
М2 (Р6М5): более твердые и теплостойкие режущие кромки;
М7: для сверл из твердых металлов;
М35 (Р6М5К5): отличается износостойкостью, вязкостью и шлифуемостью, для сверл по нержавеющим сталям.

Инструмент из них производят с обязательной последующей термообработкой.

Высоколегированные hss сверла

Такие отличаются повышенной твердостью и ударной вязкостью, что дает возможность широко применять их при низких температурах. Обозначаются маркировкой от М41 до М62, например:

М7: сталь интересна повышенной гибкостью;
М35: отличается пониженной устойчивостью к ударной нагрузке, но хорошо работает при повышенном нагреве;

В группе много уникальных по свойствам материалов. Так, интересна сталь М42: она обладает хорошей триботехнической устойчивостью, применяется для обработки вязких сталей.

Химический состав и характеристики

Маркировка HSS подразумевает существенно более высокие термостойкость и твердость стали. Это делает ее качественно устойчивой к силовым нагрузкам и вибрациям при значительном нагреве.

Горячая твердость

Термин «горячая твердость» означает саму возможность вести механическую обработку другого металла из такой стали, в ходе чего она сильно нагревается и не теряет свои прочностные показатели.

Количественно и качественно это прослеживается с помощью анализа температурных нагрузок:

высокое содержание углерода позволяет сохранять режущие свойства до 150-200°С, что соответствует непродолжительной обработке;
при этом твердость у высокоуглеродистых сплавов выше;
легирование вольфрамом повышает порог температуры, при которой сохраняет способность стали вести обработку – до 500°С и выше.

Такой нагрев образуется в металле из-за естественного трения о заготовку, поэтому параметр является ключевым для режущего инструмента.

Красностойкость

Параметр «красностойкости» определяет свойство металла сохранять необходимую степень твердости при нагреве до темно-красного цвета (около 600°С и выше). При этом материал должен оставаться износостойким и по-прежнему вести механическую обработку.

Достигаются такие возможности с помощью легирования определенными химическими элементами: кобальтом, вольфрамом, хромом, ванадием, молибденом. Они образуют соответствующие карбиды, которые и определяют твердость при существенном нагреве.

Сложность получения достаточной степени красностойкости – в значительной стоимости требуемой лигатуры.

Сопротивление разрушению

При механической обработке одним из ключевых свойств для режущей кромки является сопротивление разрушению – или устойчивость к хрупкой потере целостности поверхности. Обеспечивается это требование силами высокой прочности, которая создается легированием.

Как следствие, инструмент устойчив к значительному прилагаемому давлению, обеспечивает качественную подачу при резании и отличается высоким КПД.

Примером изделия с высоким сопротивлением разрушению являются сверла HSS CO 8.

Разновидности режущего инструмента

Из сталей HSS выпускается режущий инструмент, рассчитанный на самые разные материалы – стали, чугуны, цветные сплавы. Это – сверла, метчики, плашки, резцы и ряд других, более специфичных, инструментов. Наибольшей популярностью отличаются сверла.

Классифицировать изделие можно по обозначению – на какой материал оно рассчитано и в каких условиях будет применяться (какие свойства гарантирует лигатура). Так, производятся молибденовые, вольфрамовые и высоколегированные HSS стали.

Условные обозначения и маркировка hss сталей

Как сплав сложного состава HSS сталь обозначается непривычным для нас образом: у нее отсутствуют буквенные и численные указания на добавленные примеси. Это – основная сложность в планировании обработки и покупке расходного инструмента.

«Привычным» путем можно пойти, если определить химсостав стали по каталогу. При наличии трудностей – сделать пробу или химический анализ, по результатам которых судят о составе и назначении материала.

Фактические характеристики сплава выявляются опытным путем и с помощью статистики. Так, сталь м35 (аналог «нашей» стали Р6М5К5) подходит для резания жаропрочных и высокопрочных сталей. При этом почти гарантированно происходит нагрев режущей кромки, против которого и работает лигатура.

Импортные марки быстрорежущих сталей hss

HSS (high speed steel) поставляется в нескольких основных вариантах:

HSS, HSS-R: минимальная твердость;
HSS-G: повышенная твердость для обычных задач (режущая поверхность шлифована нитридами);
HSS-G-Tin: на поверхность добавлен нитрид титана, который увеличивает твердость и термостойкость (не менее 600°С)%
HSS-G-TiAn: на поверхность добавлен сложный нитрид алюминия и титана, который увеличивает твердость и термостойкость (не менее 900°С)%
HSS-E-VAP: особая режущая поверхность рассчитана на резание нержавеющей стали;
HSS-Е: допускается обработка вязких металлов – благодаря добавлению кобальта.

По этим обозначениям судят о сфере применения сверла.

Таблица общих химических составов HSS сталей. Российские аналоги.

Рассмотрим некоторые марки сталей, которые применяются для сверления металлов.

Обозначение	Содержание химического элемента, %									Российский аналог
Обозначение	C	Mn	Si	Cr	V	W	Mo	Co	Ni	Российский аналог
Т1 (вольфрамовая)	0,7	0	0	4	1	18	0	0	0	Р18
Т15 (вольфрамовая)	1,45	0	0	4	4,5	11,5	0	0	0	Р12Ф5К5
М1 (молибденовая)	0,7	0	0	4	1	1,5	8	0	0	—
М35 (молибденовая)	0,8	0,2	0,3	3,9	1,9	6	5	5	0,2	Р6М5К5
М50 (в/легированная)	0,8	0,2	0,2	4	1	0,1	4	0	0,2	—

Существуют устойчивые соотношения между импортными и отечественными марками сталей, к примеру:

Т1 – Р18;
Т2 – Р18Ф2;
Т4 – Р18К5Ф2;
Т15 – Р12Ф5К5;
М3 – Р6М5Ф3;
М35 – Р6М5К5;
М47 – Р2АМ9К5.

Ниже в таблице приведем еще некоторые молибденовые стали.

Также и для выскоколенированных.

Особенности термической обработки

Для режущих и быстрорежущих сталей ключевым является изменение внутренней структуры металла. Это позволяет получить требуемые физические, химические и эксплуатационные характеристики, на которых основывается применение инструмента.

Отжиг

В ходе ковки и прокатки металл получает высокую твердость и приличные внутренние напряжения. Первым этапом термообработки является отжиг: он устраняет напряжения и повышает дальнейшую обрабатываемость материала.

Заготовки загружаются в печь, где нагреваются до 850°С с небольшой скоростью (до 200°С в час), после этого охлаждаются вне печи. Для защиты от атмосферного кислорода и потери ценных углерода и лигатуры заготовки отжигают в специальной закрытой таре.

Закалка

Быстрорежущие стали необходимо подвергнуть закаливанию с последующим отпуском. Температура закалки – около 1250°С: она оптимальна для нейтрализации карбидов, в большом количестве находящихся в металле.

После достижения этого рубежа нагрева сталь охлаждается, в результате чего образуется мартенсит с высоким содержанием ванадия, вольфрама, хрома. Он не будет распадаться при рабочем нагреве режущего инструмента – красностойкость обеспечена.

Отпуск

После закалки сталь HSS обязательно «отпускают» для преобразования аустенита в твердый мартенсит. Выполняется это при 550°С, несколько раз равными промежутками около 1 часа.

Остаточный аустенит начинает переходить в мелкозернистые карбиды, легирование фазы аустенита снижается. При охлаждении до 100°С из него образуется мартенсит, параллельно устраняются внутренние напряжения.

Область применения быстрорежущих сталей

Быстрорежущие стали полезны длительностью и постоянством создаваемой нагрузки с учетом высокой температуры, образующейся при обработке. Поэтому из них удачно создавать такие изделия как:

сверло, фреза: изготавливаются полностью из HSS стали методом литья;
резцы: литьем в случае небольшого размера или в виде износостойкой напайки для расходника значительного типоразмера;
отдельные напайки для ремонта и восстановления режущих расходников для получистовой и чистовой обработки;
другие фасонные режущие инструменты и их рабочие кромки;
пиловочные полотна и ножи для более мягких материалов.

В комплексе со станками с ЧПУ этот инструмент позволяет добиваться качественного результата даже при самой высокой твердости заготовки.

Лучшие производители

Как и прочий инструмент, режущие изделия важно подбирать не только по характеристикам, но и от проверенного производителя. Сегодня оптимальные варианты такие:

советский производитель: мощь и не убиваемая прочность, рассчитанные на оборонные изделия, но найти их в приличном качестве все сложнее, к тому же возможно это только на рынках, их обозначения есть в справочниках;
«ЗУБР»: отличается приятным балансом цены и качества, выпускается как поштучно, так и наборами;
BOSCH: гарантия высокого качества при любом типоразмере, может иметь высокую цену, но качество себя оправдывает.

Есть множество других (в т.ч., и русских), но каждая покупка всегда является лотереей, а маркирование не всегда быстро распознается.

Разновидности и маркировки hss сверл

Сверла выпускаются с обозначением химсостава и свойств материала, расшифровку которого возможно узнать только из каталога производителя – по условному обозначению на хвостовике.

Маркировка

На самом сверле по металлу указываются диаметр (в мм) и условная маркировка. Выглядит это как аббревиатура или просто цифры.

Сюда закладываются также область применения (материалы и условия сверления) и технология изготовления – для общего представления об инструменте.

Особенности работы сверлами hss

Сверла по металлу HSS нуждаются в особом подходе:

корректный подбор диаметра и типа с учетом свойств материала заготовки;
подбор оборотов и скорости резания;
обеспечение отсутствия биения и излишних ударных нагрузок;
задействовать только рекомендуемые производителем смазочно-охлаждающие жидкости;
применять только по предписанному назначению и в подходящем оборудовании.

Под такие расходники необходимо подстраивать технологию производства: выверять температуру и другие параметры режима резания.

Чем отличаются hss сверла от твердосплавных моделей

Главное различие – в технологии производства материала:

сталь (в том числе и HSS) получают посредством добавления специальных добавок, в результате чего изменяется структура металла, повышается прочность;
сплав представляет собой композит, получаемый с помощью частиц с минимальными размерами – это карбиды вольфрама, титана, тантала и т.д.

Стали более пригодны к эксплуатации в сложных условиях, твердые сплавы «боятся» вибрации, долгого воздействия высокой температуры и динамических нагрузок.

Виды быстрорежущих HSS-сталей

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.

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.

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

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

вольфрамовые (Т1-Т15);
молибденовые (М1-М36); (М41-М62).

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.

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.
Т2 (аналог — Р18Ф2). В данном сплаве содержание ванадия достигает 2%. Из него делают получистовые и чистовые сверла для работы по обработке среднелегированных сталей.
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.
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.

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.

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.

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.

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 о С.

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.

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.

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

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 о С. 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 о С, при этом увеличивают последующий нагрев со скоростью 150-200 о /час. Процесс оканчивается медленным охлаждением: сначала в печи до 650 о С, 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 о С короткое время, а затем переносят в печь с температурой не выше 720-730 о С на 2-3 часа. Для защиты от появления излишних внутренних напряжений заготовки охлаждают в печи до 400-450 о С, 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.

Инструменты, выполненные из быстрорежущей стали, подвергаются закаливанию при температурах свыше 1300 о С. После процесса закалки происходит многократный отпуск при 550-560 о С. 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 о С, 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.

При нагревании и последующем отпуске из остаточного аустенита выделяется измельченный карбид. Вследствие чего легирование аустенита понижается, что способствует легкому превращению в мартенсит.
Во время охлаждения при 100-200 о С 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:

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 о С и приводит к укреплению поверхностной оболочки.
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 о С. Низкотемпературный процесс происходит при 500-600 о С и обеспечивает износостойкость и высокую твердость инструменту.
Сульфидирование. Насыщение поверхностей стальных изделий серой осуществляется при 550-600 о С 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.

Читайте также: