Температура нагрева под закалку инструментальных сталей

(Ю.А. Башнин и др.)

Марка стали	t,оС	Твёрдость после закалки, HRC	Марка стали	t,оС	Твёрдость после закалки, Н RС
Углеродистые			Быстрорежущие
У8А  У9А	760–770 780–790	63–65 60–62	Р18 Р12 Р6АМ5 (Р6М5) Р14Ф4 Р9К5, Р9К10 Р9М4К8 Р8М3К6С Р9М5К5	1270–1290 1240–1260 1200–1300 1240–1260 1210–1235 1215–1235 1200–1220 1200–1230	62–65 62–65 62–65 63–66 63–66 63–66 63–66 63–66
У10А  У13А	770–790 790–810	63–65 61–63
Легированные
11ХФ, 13Х ХВГ ХВСГ 9ХС	800–820 830–850 850–870 860–880	63–65 63–66 63–64 63–64

Стали 9ХС, ХВГ и ХВСГ имеют теплостойкость до 250–260 °С, хоро­шие режущие свойства и сравнительно мало деформируются при закалке. Их применяют для изготовления инструмента большого сечения с закалкой в масле или горячих средах (ручные сверла, протяжки, развертки, плашки, гребёнки). Однако сталь 9ХС склонна к обез­углероживанию при нагреве, в отожжённом состоянии имеет по­вышенную твёрдость, что ухудшает ее обработку резанием и дав­лением.

Вольфрамовые стали В2Ф и ХВ4 после закалки в водных ра­створах имеют очень высокую твёрдость (64–65 HRС), их приме­няют для изготовления пил по металлу, гравёрных инструментов и при обработке твёрдых металлов.

Для большинства сталей интервал температур закалки весьма узок
(15–20 °С), что предопределяет повышенные требования к оборудованию для нагрева и управлению тепловыми режимами его работы. Стали с повышенным содержанием вольфрама нагревают до более высо­ких температур. При этом температуру нагрева несколько корректируют в за­висимости от назначения и типа инструмента. Для инструментов простой формы (резцы, крупные сверла), работающих при по­вышенных скоростях резания, но без динамических нагрузок, используют более высокие температуры нагрева. Для инструмен­тов с тонкой рабочей кромкой или работающих при больших динамических нагрузках температуру понижают примерно на 10 °С для сохранения более мелкого зерна. Пониженные темпера­туры применяют также для очень крупных инструментов (диаметром более 75–80 мм) с повышенной карбидной неоднородностью.

Быстрорежущие стали

Быстрорежущие стали (ГОСТ 19265–73) предназначены для изготовления режущего инструмента, работающего при повышен­ных скоростях резания, и должны обладать рядом особых свойств:

– высокой горячей твёрдостью (твёрдостью в горячем состоянии);

– высокой теплостойкостью, т.е. способностью сохранять достаточно длительное время высокую твёрдость и режущие свойства при нагреве инструмента в процессе работы до высоких температур;

– высокой прокаливаемостью, обеспечивающей возможность использования этих сталей для изготовления массивного и сложного инструмента;

– малой деформацией при закалке;

– хорошими технологическими свойствами (хорошей обрабатываемостью резанием в отожжённом состоянии, малой склонностью к перегреву и обезуглероживанию при нагреве);

– достаточно высокими механическими свойствами, прежде всего прочностью и сопротивлением хрупкому разрушению.

Быстрорежущие стали сохраняют мартенситную структуру и соответственно высокую твёрдость, прочность, износостойкость и режущие свойства при нагреве до 620 °С (т. е. имеют теплостой­кость до 620 °С). Достигают этого за счет особого химического со­става стали и специальной термической обработки.

Быстрорежущие стали относят к группе сталей карбидного класса и называют иногда ледебуритными. Содержание углерода в них составляет обычно
0,7–1,0 %, хотя в некоторых марках сталей повышено до 1,5 %. Основным легирующим элементом в быстро­режущих сталях является вольфрам. Во всех сталях этих марок при­сутствуют также хром (около 4 %) и ванадий (1–2,5 %). В некото­рых сталях вольфрам частично заменен молибденом. В последнее время разработали и используют также безвольфрамовые стали с молибденом. Для повышения теплостойкости (до 640 ⁰С) и горячей твердости стали дополнительно легируют кобальтом или повышенным ко­личеством ванадия (сверхбыстрорежущие стали).

В табл. 3.4 приведены составы наиболее часто применяемых быстрорежущих сталей в соответствии с ГОСТ 19265–73.

Наиболее широко используют в настоящее время экономно легированную сталь Р6М5.

В литом состоянии структура быстрорежущих сталей состоит обычно из перлита и сложной эвтектики, напоминающей ледебу­рит и располагающейся в виде сетки по границам зерен перлита (рис. 3.3, а). Для разрушения сетки эвтектики и достижения рав­номерного распределения карбидов эти стали подвергают ковке и отжигу, после чего они получают дисперсную сорбитно-карбидную структуру (рис. 3.3, б).

Для получения высоколегированного мартенсита инструмент из быстрорежущей стали нагревают под закалку до высоких температур
(1220–1290 °С, табл. 3.3). Во избежание образования трещин нагрев стали производят медленно, чаще всего с одним-двумя по­догревами: при 350–450 и 800–845 °С (рис. 3.4).

Таблица 3.4

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: