Инструментальные стали

Инструментальные углеродистые стали

Для того чтобы с заготовки срезать некоторый слой, необходим режущий инструмент внедрить в металл, что можно осуществить приложением соответствующей силы и при условии, что твердость инструмента при достаточной его прочности будет выше твердости обрабатываемого металлами. В процессе резания режущая часть инструмента (непосредственно соприкасающаяся с обрабатываемым металлом) подвергается большим давлениям, трению и нагреву, что приводит к износу режущего инструмента, а иногда и к полному его разрушению. Поэтому основными требованиями, предъявляемыми к материалам, применяемым для изготовления режущего инструмента, являются:

• достаточная твердость и прочность;
• износостойкость при высокой температуре нагрева и в течение продолжительного времени.

Первое требование во многом определяется твердостью НRС (HRA) материалов, пределом прочности при изгибе σ_и, пределом прочности при сжатии σ_с и ударной вязкостью α_н; второе — достаточной твердостью в нагретом состоянии до высоких температур — теплостойкостью (красностойкостью).

Для изготовления режущего инструмента применяют:

• стали: a) углеродистые б) легированные; в) быстрорежущие; г) конструкционные;
• твердые сплавы;
• минералокерамические материалы;
• алмазы;
• эльбор;
• абразивные материалы.

Углеродистые стали служили основным материалом для изготовления режущего инструмента еще до 70-х годов прошлого века. Содержание углерода в сталях, от величины которого во многом зависят свойства стали, составляет 0,6—1,4%. Марки инструментальных углеродистых сталей и их химический состав приведены в ГОСТ 1435—74 После соответствующей термической обработки эти стали могут иметь твердость НRС 58—64. Однако инструмент из углеродистых сталей при резании выдерживает, нагрев до температуры 200—250° С.

При большей температуре нагрева твердость инструмента резко снижается (рис. 1, кривая 8), и он быстро выходит из строя. Для изготовления некоторых металлорежущих и деревообрабатывающих инструментов наибольшее применение находят инструментальные углеродистые стали марок У10А и У12А.

Инструментальные легированные стали

Режущую способность инструментальной углеродистой стали можно повысить введением в нее легирующих элементов (присадок) — хрома, вольфрама, молибдена, ванадия и др. Стали с такими присадками называются легированными. После соответствующей термической обработки эти стали выдерживают в процессе резания нагрев до температуры 250—300° С, что позволяет инструменту, изготовленному из этих сталей, работать при скоростях, примерно в 1,2—1,4 раза больших по сравнению со скоростями резания, допускаемыми инструментом из инструментальных углеродистых сталей. Химический состав инструментальных легированных сталей, их группы и марки устанавливаются ГОСТ 5950—73. Для изготовления режущего инструмента наибольшее применение находят стали: хромокремнистая 9ХС, хромовольфрамовая ХВ5 и хромовольфрамомарганцовистая ХВГ.