Содержание

Hss r сталь что это?

HSS (High Speed Steel) — это общее определение группы быстрорежущих сталей. HSS сталь применяется для изготовления большого количества различного режущего инструмента. Обычно, это сверла, фрезы, метчики и плашки, реже — ножи и пильные полотна. HSS стали являются высокоуглеродистыми и некоторые из них содержат большую долю вольфрама. Как правило, инструменты из HSS-стали имеют твердость 62-64 HRC. Основным преимуществом перед твердосплавными инструментами является прочность и более низкая стоимость инструментов. Поэтому HSS хорошо себя показывает при прерывистом резании. Ограничением применения HSS являются низкие скорости резания по сравнению с твердыми сплавами.

За рубежом, также как и у нас, в конце 19 века первыми стали применятся HSS стали с высоким содержанием вольфрама (18%). Первая запись об использовании в сталях кобальта появилась в Германии в 1912 году. Позже, в 1930 году, в США был введен молибден.

Характеристики HSS сталей

HSS стали делятся на три группы:

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

Стали вольфрамовой группы сегодня практически не применяются из-за высокой стоимости вольфрама и его дефицита. Самыми распространенными являются сталь общего назначения Т1 и сталь с ванадием и кобальтом T15. Т15 применяются для инструментов, работающих в условиях высоких температур и износа.

Стали молибденовой группы в качестве главного легирующего элемента имеют молибден, хотя некоторые содержат равное или даже большее количество вольфрама и кобальта. Стали с повышенным содержанием ванадия и углерода являются стойкими к абразивному износу. Серия сталей начиная от М41 характеризуется высокой твердостью при работе на высоких температурах (красностойкостью). Молибденовые стали применяются также при изготовлении инструментов, работающих в «холодных» уловиях — накатных плашек, вырезных штампов. В таких случаях HSS стали закаляют до более низких температур для повышения ударной вязкости.

Таблица общих химических составов HSS сталей. Отечественные аналоги.

Тип	Отечеств. аналог	Химический состав, %
Тип	Отечеств. аналог	C	Mn	Si	Cr	V	W	Mo	Co	Ni
Вольфрамовые HSS стали
T1	Р18	0,75	—	—	4,00	1,00	18,00	—	—	—
T2	Р18Ф2	0,80	—	—	4,00	2,00	18,00	—	—	—
T4	Р18К5Ф2	0,75	—	—	4,00	1,00	18,00	—	5,00	—
T5	0,80	—	—	4,00	2,00	18,00	—	8,00	—
T6	0,80	—	—	4,50	1,50	20,00	—	12,00	—
T8	0,75	—	—	4,00	2,00	14,00	—	5,00	—
T15	Р12Ф5К5	1,50	—	—	4,00	5,00	12,00	—	5,00	—
Молибденовые HSS стали
M1	0,80	—	—	4,00	1,00	1,50	8,00	—	—
M2	Р6М5	0,85	—	—	4,00	2,00	6,00	5,00	—	—
M3	Р6М5Ф3	1,20	—	—	4,00	3,00	6,00	5,00	—	—
M4	1,30	—	—	4,00	4,00	5,50	4,50	—	—
M6	0,80	—	—	4,00	2,00	4,00	5,00	—	—
M7	1,00	—	—	4,00	2,00	1,75	8,75	—	—
M10	0,85-1,00	—	—	4,00	2,00	—	8,00	—	—
M30	0,80	—	—	4,00	1,25	2,00	8,00	—	—
M33	0,90	—	—	4,00	1,15	1,50	9,50	—	—
M34	0,90	—	—	4,00	2,00	2,00	8,00	—	—
M35	Р6М5К5	0,82-0,88	0,15-0,40	0,20-0,45	3,75-4,50	1,75-2,20	5,5-6,75	5,00	4,5-5,5	до 0,30
M36	0,80	—	—	4,00	2,00	6,00	5,00	—	—
Высоколегированные HSS стали
M41	Р6М3К5Ф2	1,10	—	—	4,25	2,00	6,75	3,75	5,00	—
M42	1,10	—	—	3,75	1,15	1,50	9,50	8,00	—
M43	1,20	—	—	3,75	1,60	2,75	8,00	8,25	—
M44	1,15	—	—	4,25	2,00	5,25	6,25	12,00	—
M46	1,25	—	—	4,00	3,20	2,00	8,25	8,25	—
M47	Р2АМ9К5	1,10	—	—	3,75	1,25	1,50	9,50	5,00	—
M48	1,42-1,52	0,15-0,40	0,15-0,40	3,50-4,00	2,75-3,25	9,50-10,5	0,15-0,40	8,00-10,0	до 0,30
M50	0,78-0,88	0,15-0,45	0,20-0,60	3,75-4,50	0,80-1,25	до 0,10	3,90-4,75	—	до 0,30
M52	0,85-0,95	0,15-0,45	0,20-0,60	3,50-4,30	1,65-2,25	0,75-1,50	4,00-4,90	—	до 0,30
M62	1,25-1,35	0,15-0,40	0,15-0,40	3,50-4,00	1,80-2,00	5,75-6,50	10,0-11,0	—	до 0,30

В таблице могут быть указаны не все аналоги, так как в настоящее время может быть большое кличество позаимствованных не гостированных марок.

Режущий инструмент, изготовленный с содержанием вольфрама (W), будет обладать очень полезным для инструмента качеством — красностойкостью. Она позволяет инструментам сохранять острую режущую кромку и твердость при температурах красного каления (до 530°С). Кобальт еще больше увеличивает красностойкость и износостойкость HSS сталей.

M1. Применяются для производства сверл, широкого диапазона применений. Стали М1 имеют меньшую красностойкость, чем стали М2, но менее восприимчивы к ударам и являются более гибкими, что делает их пригодными для общих работ.

M2. Стандартный материал для изготовления инструментов из HSS сталей. М2 имеет хорошую красностойкость и сохраняет свою режущую кромку дольше, чем другие HSS стали с меньшим содержанием вольфрама. Обычно применяется для изготовления инструментов для высокопроизводительных машинных работ.

M7. Применяются для сверл тяжелой конструкции для сверления твердого листового металла. Обычно применяются там, где гибкость и увеличенный срок службы одинаково важны.

M50. Применяется для изготовления сверл, которые применяются для сверления на портативном оборудовании, где поломка по причине изгиба является проблемой. Не имеет такой красностойкости как остальные HSS стали с вольфрамом.

M35. Стали М35 имеют повышенную красностойкость по сравнению с М2. При этом кобальт несколько понижает стойкость к ударам.

M42. Стали М42 «Super Cobalt» имеют отличную стойкость к истиранию и хорошую красностойкость. Применяются для работ по вязким и сложным материалам.

Условные обозначения

Маркировка зарубежных производителей полностью не раскрывает химический состав HSS стали, из которой изготовлен инструмент. Предполагается, что тот или иной инструмент предназначен для отведенных ему задач, описанных в каталоге, и этого должно быть достаточно. Остальные детали можно выяснить либо определив химический состав тем же портативным анализатором металлов или же опытным путем. Кроме того, такая маркировка удобна недобросовестному производителю, который может изготовить сверло из HSS стали, которая не будет отвечать необходимым требованиям, не смотря на то, что она быстрорежущая. Ниже описаны типичные маркировки, по которым можно частично определить материал, из которого изготовлен инструмент и область его применения.

HSS-R (иногда просто HSS) — обозначение на сверлах, прошедших роликовую прокатку и термическую обработку. Сверла имеют наименьшую стойкость.

HSS-G — обозначение на инструментах, изготовленных из HSS сталей, в которых режущая часть вышлифована CBN (кубическим нитридом бора). Инструменты повышенной стойкости и меньшим радиальным биением. Инструменты HSS-G — это самые распространенные режущие инструменты для решения стандартных задач.

HSS-E — инструменты из HSS стали типа М35 с добавлением кобальта. Применяются для работы по вязким и сложным материалам. Также встречатся такие обозначения как HSS Co 5 и HSS Co 8, которые указывают на точное содержание кобальта.

HSS-G TiN — поверхность инструмента с напылением нитрида титана. Благодаря такому покрытию поверхностная твердость повышается приблизителньо на 2300 HV, а термостойкость до 600°С.

HSS-G TiAlN — поверхность инструмента с напылением титан-алюминий-нитрида. Благодаря такому покрытию поверхностная твердость повышается приблизителньо на 3000 HV, а термостойкость до 900°С.

HSS-E VAP — VAP-инструменты благодаря своим свойствам применяются для обработки нержавеющих сталей (V2A и V4A). Способ получения поверхности инструмента подразумевает «выпаривание» оксидного неметаллического слоя. Это снижает налипание стружки заготовки на поверхность инструмента, которое приводит к поломке инструмента и низкому качеству обработанной поверхности. VAP-поверхность также улучшает адгезию СОЖ с поверхностью инструмента.

Что касается термина «Super HSS», он не является определенным и каждый производитель может вкладывать в него различные преимущества. Это могут быть как стали М50, так и высоколегированные специальные HSS стали.

HSS-стали — особенности, марки, обозначения, расшифровка.

HSS (High Speed Steel) — это общее определение группы быстрорежущих сталей. HSS сталь применяется для изготовления большого количества различного режущего инструмента. Обычно, это свёрла, метчики, фрезы…. HSS стали являются высокоуглеродистыми и некоторые из них содержат большую долю вольфрама. Как правило, инструменты из HSS-стали имеют твердость 62-64 HRC. Основным преимуществом перед твердосплавными инструментами является прочность и более низкая стоимость инструментов. Поэтому HSS хорошо себя показывает при прерывистом резании. Ограничением применения HSS являются низкие скорости резания по сравнению с твердыми сплавами.

Характеристики HSS сталей

HSS стали делятся на три группы:

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

Стали молибденовой группы в качестве главного легирующего элемента имеют молибден, хотя некоторые содержат равное или даже большее количество вольфрама и кобальта. Стали с повышенным содержанием ванадия и углерода являются стойкими к абразивному износу. Серия сталей начиная от М41 характеризуется высокой твердостью при работе на высоких температурах (красностойкостью). Молибденовые стали применяются также при изготовлении инструментов, работающих в «холодных» уcусловиях — накатных плашек, вырезных штампов. В таких случаях HSS стали закаляют до более низких температур для повышения ударной вязкости.

• HSS (High Speed Steel) — обозначение HSS расшифровывается как «быстрорежущая сталь».

Сталь с твердостью 62-65 HRC. По сравнению с HCS (high carbon steel) толщина металла у HSS меньше, а твердость значительно выше, в общем случае применимо ко всему классу быстрорежущих сталей. Но в большинстве случаев так обозначается самая массовая сталь HSS класса Р6М5 (M-2; 1.3343; Z85WDCV; HS 6-5-2; F-5613). Быстрорежущая сталь средней производительности, с точки зрения вязкости подходит для сверл по металу, фрез меньших диаметров и обработки материалов до прочности 900 МПа, для работы по материалам, таких как металл, алюминий и цветные металлы.

• HSSE ( общее обозначение для группы быстрорежущих сталей с содержанием кобальта, в которую входят HSS-E, HSS-Co5, HSS-Co8) — инструментальная быстрорежущая сталь, аналог Р6М5К5.

Сталь с твердостью 63-67 HRC, антикоррозионная и кислотостойкая сталь, высокопроизводительная быстрорежущая сталь с хорошей вязкостью, подходит прежде всего для инструментов более крупных диаметров и дисковых фрез, для работы по чугуну, алюминию, алюминиевым сплавам, меди, латуни и бронзе.

• HSS-G (аналог Р6М5) —Это обозначение наносится на сверла, режущая часть которых подвергается шлифовке при помощи боразона (CBN). Инструменты HSS G являются наиболее распространенными, их отличает повышенная стойкость. Кроме того, сверло по металлу, на которое нанесено такое обозначение, создает наименьшее биение при выполнении обработки с его помощью.

Сталь с твердостью 62-65 HRC. Сверла, полученные методом шлифования, лучше чем инструмент HSS, полученный методом прокатки.

Применение: сталь, легированная и углеродистая литая сталь (прочность; до 900 Н/мм2), серый, ковкий чугун, чугун со сфероидальными выделениями графита, сталь литая под давлением, мельхиор, графит, алюминиевые сплавы, латунь и бронза.

• HSS-G TiN — сталь инструментальная быстрорежущая, покрытие титан-нитридом.

Благодаря этому покрытию (TiN), защищающему инструмент от износа, твердость поверхности повышается примерно на 2300 HV, а термостойкость; до 600°С.

Применение: углеродитсая и легированная сталь (при прочности до 1200 Н/мм2), легированная сталь с высоким содержанием хрома, а также сталь V2A, V4A, антикоррозионная и кислотостойкая сталь. Предназначено для обработки стали, бронзы, медно-никелевых сплавов, графита, титана, титановых сплавов, чугуна, алюминия, алюминиевых сплавов, меди, латуни. Титановое напыление снижает перегрев и улучшает вывод стружки.

• HSS-G TiAlN — сталь инструментальная быстрорежущая, покрытие титан-алюминием-нитридом, G (Grinding); шлифованная.

Благодаря этому покрытию (TiAlN), защищающему инструмент от износа, твердость поверхности повышается примерно на 2300 HV, а термостойкость; до 600°С

Применение: углеродистая и легированная сталь (при прочности до 1200 Н/мм2), легированная сталь с высоким содержанием хрома, а также сталь V2A, V4A, антикоррозионная и кислотостойкая сталь, титан, титановые сплавы, чугун, алюминий, алюминиевые сплавы, медь, латунь и бронза.

• HSS-Co 5% — высокопроизводительная быстрорежущая сталь.

Другие варианты обозначения: HSCO, Co5%, S 6-5-2-5, 1.3243, Z 90 WDCV 06-05-04-02, HS 6-5-2-5, BM 35. Сталь с хорошей вязкостью обработки материалов до прочности 1200 МПа. По своим свойствам сталь HSS-Co5% находится между Р6М5К5 и Р9 (ближе к Р9), что позволят рекомендовать ее, как замену Р9.

• HSS-Co 8% — высокопроизводительная быстрорежущая сталь с высоким содержаниме кобальта.

Сталь с твердостью 63-68HRC, другие варианты обозначения: Co8, Co 8%, S 2-10-1-8, Z 110 DKCWv 09-08-04-02-01, HS 2-9-1-8, BM 42, M42. По своим свойствам сталь HSS-Co 8% находится между Р6М5К5 и Р18 (ближе к Р18), что позволят рекомендовать ее, как замену Р18. Высокое содержание кобальта способствует повышению красностойкости, что позволяет задавать более жесткие режимы резания. Высокопроизводительная сталь с хорошей вязкостью и отличной термостойкостью. Подходит прежде всего для фрезерования высокопрочных материалов, аустенитной стали, стали для горячей обработки давлением (горячее формование) и т.п.

• HSSE-PM — высокопроизводительная быстрорежущая сталь.

Cталь получена методами порошковой металлургии. Сталь имеет однородную структуру, которая проявляется более высокой размерной стойкостью и стойкостью режущей кромки инструмента. Подходит для обработки высокопрочных и труднообрабатываемых материалов, таких как, например, титан и его сплавы. Фрезы из этой стали стандартно поставляются с покрытием AlTiN.

☎ +375 (17) 337-39-15 Городской/ Факc ☎ +375 (17) 337-39-14

HSS-сталь — особенности и основные характеристики

Содержание: Скрыть Открыть

Химический состав и характеристики
Марки стали
Условные обозначения

Стали марок HSS (High Speed Steel) – это группа быстрорежущих материалов, используемых для изготовления фрез, метчиков, сверл и другого инструмента. Это высокоуглеродистые марки стали с содержанием большого количества вольфрама, что обеспечивает твердость в пределах 62–64 HRC. Инструменты, изготовленные из данных марок стали более доступные по цене, чем твердосплавные, отличаются высокой прочностью и отлично подходят для металлообработки резанием. Помимо вольфрама в качестве легирующих элементов используется кобальт и молибден.

Химический состав и характеристики

В зависимости от легирующих элементов стали HSS делятся на три основных группы:

Т – с высоким содержанием вольфрама.
М – для легирования использован молибден.
Высоколегированная группа.

Аналогами отечественных марок стали являются Р18, Р6М5 и другие сплавы Р, широко применяемые для изготовления инструментов.

HSS-стали с высоким содержанием вольфрама применяются редко по причине высокой стоимости. Наибольшее применение получили марки Т1 и Т15, первый относится к сплавам общего назначения, второй, помимо вольфрама, содержит ванадий и кобальт, что обеспечивает высокую стойкость к износу и работе в высокотемпературном режиме.

Стали группы М более доступны по цене и, соответственно, более распространены в современной металлообработке. Помимо молибдена, для легирования может использоваться ванадий, кобальт и вольфрам, что обеспечивает высокую стойкость к абразивному износу. При изготовлении инструментов с высокими требованиями к температурной стойкости используют марки стали начиная с М41.

Марки стали

При выборе инструмента, изготовленного из HSS-сталей, необходимо учесть характеристики отдельных марок стали. Так, сверла широкого применения чаще всего изготавливаются из стали М1, которая отличается высокой гибкостью и стойкостью к ударным нагрузкам. Но по красностойкости этот сплав уступает М2, который используется для изготовления широкого ассортимента инструментов различного назначения, предназначенных для использования в станках. Данный сплав отличается высокой стойкость режущих кромок к истиранию и хорошей стойкостью к высоким температурам.

Для крупных сверл подвергающихся высокой нагрузке более всего подходит сплав М7, характеризуемый высокой гибкостью и надежностью. Изготовленный из него инструмент отлично подходит для сверления отверстий в твердых материалах.

Также широко используются следующие марки сталей группы HSS:

М50 – гибкий сплав, используемый для инструмента, предназначенного для работы с ручным электроинструментом. Уступает по температурной стойкости другим маркам.
М35 – сплав HSSE с повышенным содержанием кобальта и высокой стойкостью к температурной нагрузке, превышая по данному показателю М2. Недостатком является пониженная стойкость к ударным нагрузкам.
М42 – сплав с максимальным содержанием кобальта, что обеспечивает высокую красностойкость и устойчивость к абразивному износу. Отлично подходит для работы с вязкими и твердыми материалами.

Условные обозначения

Химический состав марок стали HSS не указывается в маркировке и доступен лишь в каталоге. Но есть условные обозначения групп материалов, на которые можно ориентироваться при подборе инструмента:

HSS или HSS R. Материал с наименьшей стойкостью подвергнутый термообработке.
HSS G – инструмент шлифованный с помощью боразона с высокими показателями стойкости.
HSS E – сплав с содержанием кобальта. Подходит для обработки вязких и твердых материалов.
HSS G TiN – инструмент с напылением из нитрида титана.

HSS-стали широко применяются в современной металлообработке для инструментов различного типа, в первую очередь благодаря оптимальному сочетанию цены и качества.

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.

Что такое сталь HSS

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.

Область применения быстрорежущих сталей

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

HSS-стали бывают трех категорий:

вольфрамовые (Т1-Т15);
молибденовые (М1-М36);
высоколегированные (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.

Вольфрамовые

Вольфрамовая группа известна четырьмя типами стали:

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.

Молибденовые

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.

Изделия, сохраняющие повышенную твердость во время работы при высоких температурах, изготавливают из молибденовых сталей марки М41 и выше. Инструменты, обладающие высокой ударной вязкостью в условиях низких температур, производят из молибденовых сплавов с последующей термической обработкой.

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.

Высоколегированные

Высоколегированные сплавы относятся к молибденовой группе. Стали, которые прошли специальную термическую обработку, используются для производства инструментов с повышенной ударной вязкостью и возможностью эксплуатации при холодных условиях.

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.

Горячая твердость

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.

Красностойкость

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.

Сопротивление разрушению

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.

Особенности термической обработки

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

Отжиг

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.

Закалка

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.

Отпуск

Закаленная быстрорежущая сталь в обязательном порядке проходит процесс отпуска. При температуре 550-560 о С проводится многократный процесс с промежутками по 1 часу. Цель отпуска заключается в превращении аустенита в мартенсит. Быстрорежущая сталь проходит два внутренних процесса:

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.

Отличия HSS и твердосплавного сверла

В этой статье мы рассмотрим различия между сверлами, изготовленными из разных материал: из быстрорежущей стали HSS и сверла из твердосплавного материала. Рассмотрим, какие материалы можно обрабатывать этими сверлами, какие бывают тонкости при заточке, режимы резания, а также, сравним качество поверхности, подвергшейся обработке.

Итак, начнем с HSS сверла.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push(<>);

HSS сверло

HSS (High Speed Steel) — это группа, которая включает в себя стали, которые являются быстрорежущими. Обычно, из этих сталей изготавливают режущий инструмент. В нашем случае, сверла. Сталь этой группы является высокоуглеродистой. Твердость достигает 62-64 HRC.

Преимущества над твердосплавными сплавами — быстрорежущая сталь обладает большей прочностью и более низкой стоимостью.

Однако, скорость резания меньше, чем у сверл из твердого сплава.

Сверла можно изготавливать из вольфрамовых, молибденовых и высоколегированных быстрорежущих сталей.

Сейчас мы рассмотрим условные обозначения сверл из быстрорежущих сталей и разберемся, где применимы сверла, и какое качество будет иметь обработанная поверхность.

HSS-R — такое сверло будет обладать невысокой стойкостью.

HSS-G — это сверло имеет вышлефованную CBN (кубическим нитридом бора) режущую часть. Отличается повышенной стойкостью и небольшим радиальным биением.

HSS-E — в сталь этого сверла добавлен кобальт. Служит для работы с непростым материалом.

HSS-G TiN — сверло, поверхность которого имеет напыление, содержащее нитрид титана. Что, кстати, и служит повышению поверхностной прочности.

HSS-G TiAlN — сверло, поверхность которого имеет напыление, содержащее титан-алюминий-нитрид.

HSS-E VAP — такой инструмент пригодится, если необходимо обрабатывать нержавеющую сталь.

Цены на сверла разные. Например, HSS Co-5 сверло можно купить по стоимости от 300 руб. А приобретение корончатых сверл может уменьшить ваш бюджет на 1 т.р. и больше.

Твердосплавное сверло

Использование твердосплавных сверл для обработки стекла, мрамора, гранита, чугуна, пластмассы – вот главное назначение инструмента. Сразу отмечу, что твердосплавные сверла обладают высокой стоимостью изготовления. Именно поэтому они не особо и распространены. Обычно, сверла не обладают высокой прочностью и жесткостью. Имеют склонность к выкрашиванию.

Такие сверла замечательно подойдут для обработки поверхностей, в основе которых жаропрочные и высокопрочные металлы.

Качество обрабатываемой поверхности получается весьма высоким.

Угол наклона, которым обладает передняя часть сверла, — 6-8 градусов. Винтовая канавка имеет угол — 20 градусов. Если будут сверлиться глубокие отверстия, то винтовые канавки должны иметь угол наклона — 45 — 60 градусов.

Стоимость сверла тоже может варьироваться, в зависимости от фирмы изготовителя, а также, от качества инструмента. Так, можно приобрести твердосплавное сверло за приемлемую цену, в пределах 400 руб., а можно приобрести сверло за 1,5 т.р.

Как мы с вами убедились, что сверла из разных материалов имеют свои преимущества и свои недостатки и при этом они имеют совершенно разную стоимость. Поэтому следует со всей внимательность подходить к выбору сверл для мастерских и производств.

Дополнительная информация

Заказчик: Организация
Статус: Выполнено
Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 04.08.2015
ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: расскажите об отличиях HSS и твердосплавного сверла, какие материалы обрабатываются этими сверлами, и примерная стоимость сверл

3 комментарии

КомментироватьПятница, 16 Июнь 2017 12:10 написал Харитонов Е.Д.

Это разные материалы.
Твердый сплав это композиционный материал изготовленный по технологии порошковой металлургии (прессование и спекание порошков) . Он состоит из частиц микронного размера (карбид вольфрама в большинстве случаев или с добавками карбида титана или тантала) , скрепленных связкой, в качестве которой выступает металл кобальт. Отличается большой твердостью и высокой теплостойкостью ( не теряет твердость и прочность при температурах до 800-900 градусов) .
Быстрорежущую сталь 110 лет назад Тейлор изобрел, добавив в углеродистую сталь 18% вольфрама и 5% хрома. Теплостойкость до 450 градусов выросла по сравнению с обычными легированными сталями, которые уже при 250 уже становятся мягкими.

Твердый сплав хоть и тверже, но он менее прочен чем сталь, поэтому боится вибраций и силовых нагрузок.
Сверла из твердого сплава можно применять при сверлении чугунов, закаленных материалов, гранита, бетона, пластмасс, а на жестком оборудовании можно и сталь сверлить.
Теплостойкость больше — скорости больше — производительность больше.
В последнее время появились твердые сплавы с высоким модулем упругости, они теперь гнутся намного лучше не теряя своих «ХОРОШИХ» свойств.

HSS это прежде всего стали работающие на больших скоростях. Самая качественная советская сталь это Р18, еще этой стали только HSS с добавлением буквы Ф в маркировке сверла.

> Использование твердосплавных сверл для обработки стекла, мрамора, гранита, чугуна, пластмассы – вот главное назначение инструмента.

И да, и нет. Твердосплавной инструмент производительнее быстрореза и держит бОльшие температуры, просто не очень любит ударные нагрузки – которые как раз быстрорез держит лучше.
Плюс быстрорез лучше затачивается, что актуально для древесины и пластика.
С другой стороны бывает и такое, что у твердосплавных резцов и свёрл при работе с пластиком обрабатываемый материал просто уносит саму твердосплавную кромку.
Так что не всё так просто.
И будьте внимательны: HS – это не быстрорез, а углеродистая калёная сталь. Иногда HS пытаются продать под видом HSS.

Hss r сталь что это?

Hss r сталь что это?