Hss-стали

Инструментальные легированные стали

Инструментальные легированные стали

Данный вид низкоуглеродистого железа обладает иными приоритетным параметрами, сосредоточенными на высоких показателях твердости и износостойкости. Обе характеристики улучшаются с повышением концентрации углерода в металле.

Первоочередно вопрос, затрагивающий легированные стали – применение этого вида металла. Область использования, как указывалось ранее, соответствует названию категории. Подобная сталь – это материал для производства трех основных групп инструментов:

режущий;

измерительный;

штампы.

Первая категория объединяет резцы, фрезы, долбяки. К ней относится и класс быстрорежущей стали, отличающейся красностойкостью, а также сохранением режущих характеристик при нагреве до температуры 700 0С. Другая отличительная особенность быстрорежущей стали – скорость обработки металла, превышающая аналогичный параметр обычных инструментальных марок в пять раз. Маркировка быстрорежущих марок производится литерой «Р», где последующие цифры указывают процентное вхождение вольфрама.

Документ, описывающий инструментальные легированные стали –  ГОСТ 5950 – 73. Данная разновидность обладает улучшенной теплостойкостью, диапазон значений данного параметра переносится в интервал 250 – 300 0С. Увеличение данной характеристики сказывается на скорости резания, повышая ее значение на 20 – 40%.

Рассматривая, как влияют легирующие элементы на свойства стали, остановимся на нескольких элементах.

Кремний, марка – 9ХС. Введение элемента в состав инструментальной стали повышает ее прокаливаемость до 40 мм. Дополнительный эффект связан с улучшением стойкости мартенсита при отпуске. Впрочем, элемент приносит и отрицательные нюансы в легируемый металл. Стали, содержащие кремний плохо поддаются резанию.

Изделия из легированной конструкционной стали

Марганец, марки – ХВГ, 9ХВСГ. Легирование этим металлом приводит к снижению деформации инструмента в процессе закалки. Наиболее эффективен данный тип легирования для протяжек – инструментов, обладающих большим соотношением длины к диаметру поперечного сечения.

Хром. Легирование элементом применяется для улучшения твердости стали после закалки.

Заявления

Главное использование быстрорежущей стали продолжает быть в производстве различных режущих инструментов: тренировки, сигналы, мукомольные резаки, биты инструмента, резаки механизма, видели лезвия, строгальный станок и лезвия фуганка, биты маршрутизатора, и т.д., хотя использование для ударов и умирает, увеличивается.

Скоростные стали также нашли рынок в прекрасных ручных инструментах, где их относительно хорошая крутизна в высокой твердости, вместе с высоким сопротивлением трения, сделала их подходящими для приложений низкой скорости, требующих длительного острого (острого) края, таких как файлы, долота, ручные лезвия самолета, и высококачественная кухня, карманные ножи и мечи.

Скоростные инструменты стали являются самыми популярными для использования в woodturning, поскольку скорость движения работы мимо края относительно высока для переносных инструментов, и HSS держит свой край намного дольше, чем высокоуглеродистые стальные инструменты могут.

Комплект сверл хорошего качества Metabo 627190000, 18 шт.

  • типоразмеры – от 3 до 10 мм с шагом 1 мм;
  • хвостовик – шестигранный;
  • материал – HSS;
  • количество в наборе – 18 шт., (по дереву/пористому бетону, по металлу, по камню).

Продолжает топ лучших наборов комплект «три в одном», который содержит сверла для трех видов работ:

  • Винтовые инструменты по металлу выполнены из быстрорежущей стали согласно требований DIN338 методом роликовой прокатки цилиндрической заготовки (HSS-R). Такая технология позволяет изготовить инструмент с пределом усилий на растяжение 900 Н/кв. м. Можно использовать для работы по стали и цветным металлам.
  • Спиральные сверла из сета по камню можно использовать с обычными и ударными дрелями. Изготавливаются методом фрезерования HM CT, имеют вставку из твердого сплава. Угол заточки – 130 градусов, можно сверлить натуральный камень, кирпичную кладку и т.д.
  • Набор по дереву изготовлен из качественной закаленной стали, каждый бор имеет центрирующее острие. Работает по дереву и деревоматериалам.

Хвостовики всех видов инструментов – цилиндрические, подойдут к большинству дрелей и станков. Набор хранится в пластиковой коробке высотой 17 см и диаметром 6,4 см с вращающейся крышкой. В боксе есть свободное место – можно положить еще что-нибудь.

Хороший недорогой набор для домашних работ средней интенсивности по различным материалам.

Пользователи отмечают удобную комплектацию для разных видов деятельности. Многие владельцы по мере износа и выхода из строя, приобретают сет повторно.

Плюсы:

  • универсальный набор для различных видов работ;
  • приемлемая цена;
  • наиболее употребительные размеры;
  • удобная упаковка для хранения.

Критерии выбора сверл по металлу

Устройство сверла несложное, но параметры хороших инструментов знать надо, чтобы не приобрести некачественное изделие.

Разберем пошагово, как выбрать сверло по металлу:

Начинать надо с типа изделия. Самый распространенный выбор в быту и на производстве – спиральный. Этот тип подходит для большинства задач по сверлению отверстий. Также применяются более экзотические виды инструмента для специфических задач:

  1. конические;
  2. ступенчатые;
  3. спиральные левосторонние;
  4. центровочные;
  5. корончатые;
  6. другие.

  • Материал изготовления и покрытие. Ординарные инструменты делаются из группы молибденовых сталей HSS – близкий аналог российской Р6М5. Классом выше считается материал Р4М4Х2 с добавлением хрома. Если на упаковке стоит маркировка HSS-E или HSS M35, то модель сделана из стали с добавлением кобальта (Р6М5К5).Такие «кобальтовые сверла» имеют повышенную прочность, сопротивление перегревам до температур красного каления, но снижается стойкость к ударам. Узнать их можно по маркировке К (отечественные изделия).Хорошие боры покрывают нитридом титана (их можно отличить по яркому золотистому цвету) – такая обработка уменьшает трение, маркируются они как HSS-TiN. Не путать с бледно-желтым оттенком – это результат закалки. Такие инструменты прочны и долговечны.
  • Форма хвостовика. Самая распространенная – цилиндрическая. Подходит к большинству зажимных патронов, но допускает проскальзывание. Этот недостаток имеет обратную сторону – снижается вероятность поломки вала электроинструмента. На дорогих сверлах на цилиндре могут быть насечки. Другой вариант – шестигранник. Работает с теми же патронами, может передавать увеличенный крутящий момент, но страдает точность. Для станков используются также конические хвостовики.
  • Угол заточки. Определяет, с каким материалом работает инструмент. Таблицы соответствия есть в справочниках и интернете. Заводскую заточку можно переделать, но это требует квалификации.
  • Наиболее тщательно следят за имиджем и производят надежные изделия предприятия известных фирм. Продукцию лучше выбирать от проверенных брендов: BOSCH, DeWALT, Metabo, ЗУБР, Сибртех, matrix.
  • Потребительские свойства, долговечность и надежность сверл прямо зависят от цены, но нет смысла переплачивать. Так, не стоит для домашних работ брать высокоточные боры класса А1, для этих целей вполне можно приобрести бюджетные инструменты.

История

Хотя развитие современной скоростной стали началось во второй половине 19-го века, есть зарегистрированные доказательства подобных уровней стали, произведенной ранее. Они включают укрепленные стали в Китай в 13-м веке до н.э, wootz сталь, произведенная в Индии приблизительно 350 до н.э и производство Дамаска и японских слоистых стальных лезвий в годах 540 н. э. и 900 н. э. Скоростные свойства тех сталей были бы главным образом случайными, и результат местных железных руд, содержащих естественные следы вольфрама или других благоприятных компонентов получения сплава.

В 1868 английский металлург Роберт Форестер Мушет развил сталь Мушета, которая, как полагают, была предшественником современных скоростных сталей. Это состояло из 2%-го углерода (C), марганец на 2,5% (Mn) и 7%-й вольфрам (W). Главное преимущество этой стали состояло в том, что она укрепилась, когда воздух охладился от температуры, при которой большинство сталей должно было быть подавлено для укрепления. За следующие 30 лет наиболее существенное изменение было заменой марганца (Mn) с хромом (Cr).

В 1899 и 1900, Фредерик Уинслоу Тейлор и Монсель Вайт, работающий с командой помощников в Вифлеемской Металлургической компании в Вифлееме, Пенсильвании, США, выполнили ряд экспериментов с высокой температурой, рассматривающей существующие высококачественные стали инструмента, такие как сталь Mushet; нагревание их к намного более высоким температурам, чем, как правило, считали желательным в промышленности. Их эксперименты характеризовались научным эмпиризмом в этом, много различных комбинаций были сделаны и проверены без отношения к расхожему мнению или алхимическим рецептам, и с подробным учетом, который ведут каждой партии. Конечным результатом был процесс термообработки, который преобразовал существующие сплавы в новый вид стали, которая могла сохранить ее твердость при более высоких температурах, позволив намного более высокие скорости и темп сокращения когда механическая обработка.

Taylor-белый процесс был запатентован и создал революцию в отраслях промышленности механической обработки, фактически требовав целых новых, более тяжелых проектов станка, таким образом, новая сталь могла привыкнуть к в полной мере. Патент был горячо оспорен и в конечном счете аннулирован.

Первый сплав, который был формально классифицирован как быстрорежущая сталь, известен обозначением T1 AISI, которое было введено в 1910. Это было запатентовано Crucible Steel Co. в начале 20-го века.

Хотя молибден, богатая быстрорежущая сталь, такая как AISI M1 использовалась с 1930-х, существенного дефицита и высокой стоимости, вызванной Второй мировой войной, поощрил развитие менее дорогих сплавов, заменяющих молибденом вольфрам. Достижения в основанной на молибдене скоростной стали во время этого периода помещают их наравне с и в определенных случаях лучше, чем основанные на вольфраме скоростные стали. Это началось с использования стали M2 вместо стали T1.

Характеристики быстрорежущих сталей

К категории быстрорежущие стали относят сплавы, химический состав которых дополнен рядом легирующих добавок. Благодаря таким добавкам сталям придаются свойства, позволяющие использовать их для изготовления режущего инструмента, способного эффективно работать на высоких скоростях. Быстрорежущие от обычных углеродистых сплавов как раз и отличает то, что инструмент, который из них изготовлен, может с успехом применяться для обработки твердых материалов на повышенных скоростях.

Фрезеровка детали на профессиональном гравировальном станке

К наиболее примечательным характеристикам, которыми отличаются быстрорежущие стали различных марок, нужно отнести следующие.

  • Твердость, сохраняемая в горячем состоянии (горячая твердость). Как известно, любой инструмент, используемый для выполнения обработки резанием, в процессе такой обработки интенсивно нагревается. В результате нагрева обычные инструментальные стали подвергаются отпуску, что в итоге приводит к снижению твердости инструмента. Такого не происходит, если для изготовления была использована быстрорежущая сталь, которая способна сохранять свою твердость даже при нагреве инструмента до 6000. Что характерно, стали быстрорежущих марок, которые часто называют быстрорезы, обладают даже меньшей твердостью по сравнению с обычными углеродистыми, если температура резания находится в нормальных пределах: до 2000.
  • Повышенная красностойкость. Данный параметр любого металла характеризует период времени, в течение которого инструмент, изготовленный из него, способен выдерживать высокую температуру, не теряя своих первоначальных характеристик. Быстрорежущие стали в качестве материала для изготовления режущего инструмента не имеют себе равных по данному параметру.
  • Сопротивление разрушению. Режущий инструмент, кроме способности переносить воздействие повышенных температур, должен отличаться и улучшенными механическими характеристиками, что в полной мере демонстрируют стали быстрорежущих марок. Инструмент, изготовленный из таких сталей, обладающий высокой прочностью, может успешно работать на большой глубине резания (сверла) и на высоких скоростях подач (резцы, сверла и др.).

Характеристики и назначение быстрорежущих сталей

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.

Улучшение характеристики изделий из HSS-сталей

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

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

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

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector