Мало- и безвольфрамовые быстрорежущие стали

Низколегированные безвольфрамовые быстрорежущие стали марок 11М5Ф и 11М5Ф10С отличаются повышенной твердостью, теплостойкостью, вязкостью и прочностью.

Маловольфрамовые быстрорежущие стали выпускаются марок Р2М5, 11Р3АМ3Ф2, Р3М3Ф4К5, Р2М3Ф8.

Эти стали рационально использовать для чистового и получистового точения, фрезерования углеродистых и низколегированных сталей, а при сверлении – только на пониженных режимах резания.

По стойкости перечисленные стали уступают вольфрамомолибденовым, следовательно, их следует использовать при обработке углеродистых малолегированных сталей на относительно невысоких режимах резания и при обильном охлаждении, то есть когда полное использование режущих свойств стали Р6М5 невыгодно по технико-экономическим показателям.

Порошковые быстрорежущие стали

Перспективным для повышения качества быстрорежущих сталей является получение их методом порошковой металлургии.

Выпускаются следующие марки: Р12М3Ф2К8-МП (материал порошковый), С12МФ5-МП; С9М4К8-МП; Р6М5К5-МП; Р9М4К8-МП, …

Их твердость 68 - 70 НRC_э, теплостойкость до 700⁰С. Эти материалы занимают промежуточное положение между быстрорежущими сталями и твердыми сплавами. Имеют равномерную однородную мелкозернистую структуру, хорошо шлифуются, меньше деформируются при термообработке, отличаются стабильностью эксплуатационных свойств. Период стойкости инструментов из этих сталей в 1.5 раза выше, чем у быстрорежущих сталей, а ударная вязкость выше в 2 – 6 раз.

Порошковые быстрорежущие стали рекомендуют для изготовления инструмента, обрабатывающего титановые сплавы, высоколегированные стали и другие труднообрабатываемые материалы в тяжелых условиях резания – прерывистая обработка, ударные нагрузки, повышенные скорости резания.

Интерметаллоиды

Это высоколегированные безуглеродистые дисперсионно-твердеющие сплавы высокой теплостойкости (700 – 725⁰С).

Марки: Р18М3К25; Р18М7К25; Р10М5К25; 3В20К20Х4; В16М4К16Х4Н2; В11М7К23; В14М7К25 и т.д.

Эти стали имеют повышенное содержание углерода (0,1 – 0,3%), повышенную твердость после отпуска до 70 НRC_э, износостойкость, теплопроводность и сравнительно высокую прочность (δ_в = 1500 – 3700 МПа). Иногда их нарывают твердыми сплавами.

Основными легирующими элементами являются: кобальт (16 – 25%), вольфрам (11 – 20%), молибден (4 – 7%). Упрочняющей фазой в этих сталях являются Co₇ W₆ или (FeW)₇ Co₆.

Из них изготавливают инструменты, которыми обрабатывают специальные жаро- и коррозионно- стойкие стали, титановые сплавы. Стойкость инструментов в 10 – 30 раз выше, чем у Р18.

Карбидостали

Которые применяют для изготовления режущих инструментов, представляют собой сплавы порошка карбида титана (TiC) и компонентов стальной связки, на основе:

• быстрорежущей стали Р6М5; Р6М5К5;
• коррозионно-стойкой хромистой стали;
• нержавеющей стали Х18Н9, Х12М;
• различных сплавов железа, легированных хромом, молибденом, медью, никелем, кобальтом.

Карбидостали получают по технологии порошковой металлургии, как обычные твердые сплавы. По свойствам карбидостали занимают промежуточное положение между быстрорежущими сталями и однокарбидными твердыми сплавами, соединяя в себе высокую твердость и износостойкость твердых сплавов с прочностью и вязкостью легированных сталей.

Например: карбидосталь, содержащая 50% TiC + 50% стали Х4Н2М8, имеет

HRA = 73 и δ_в = 1,1 ГПа.

Твердые сплавы.

Появились в конце 20-х годов прошлого века. Их изготавливают методом порошковой металлургии в виде пластин или коронок. Основными компонентами твердых сплавов являются карбиды тугоплавких металлов, а именно:

• карбид вольфрама (WC);
• карбид титана (TiC);
• карбид тантала (TaC);
• карбид ниобия (NвC);

мельчайшие частицы которых соединены связкой из сравнительно мягких и менее тугоплавких кобальта или никеля в смеси с молибденом.

Порошки смешивают в определенных пропорциях и спекают при t = 1500-2000⁰С, получая твердость HRA 82 – 92, в дополнительной термообработке не нуждается. Эти инструментальные материалы сохраняют свои режущие свойства при температуре в зоне резания до 1000⁰С.

Применяемые для обработки резанием твердые сплавы подразделяются на 4 группы:

1. вольфрамовые (однокарбидные) твердые сплавы – ВК;
2. титановольфрамовые (двухкарбидные) твердые сплавы –ТК;
3. титанотанталовольфрамовые (трехкарбидные) твердые сплавы – ТТК;
4. безвольфрамовые твердые сплавы.