СТАЛИ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА | Металлолом

•

Стали для режущего инструмента (резцы, сверла, фрезы, протяжки, метчики, пилы и т. д.) должны обладать высо­кой твердостью режущей кромкн HRC 63—66; высокой прочностью и сопротивлением малой пластической дефор­мации; теплостойкостью (красностойкостью), особенно при высоких скоростях резания и обработке труднообрабаты­ваемых деталей.

Углеродистые и легированные стали при правильном применении могут удовлетворять первым двум требова­ниям, но не являются теплостойкими (отдельные марки легированных сталей являются полутеплостойкими).

1. Углеродистые стали

Углеродистые инструментальные стали являются наибо­лее дешевыми. Как правило, их применяют для изготовле­ния малоответственного режущего инструмента, работаю­щего при малых скоростях резания, не подвергаемого ра­зогреву в процессе эксплуатации. Углеродистые стали рег­ламентируют по ГОСТ 1435—74.

Углеродистые стали У7 и У7А (0,65—0,74% С) послеза – калки в воду с 800—820 0C имеют HRC 63—65. Критичес­кий диаметр dKp=15—20 мм после закалки в воду и 4— 6 мм после закалки в масло.

Низким отпуском при 150—160 0C можно понизить твер­дость до HRC 61—63.

Стали У8, У8А (0,75—0,84% С) и У9, У9А (0,85— 0,94% С) после закалки с 780—800 0C в воду имеют твер­дость HRC 63—65; dKp=15—20 мм после закалки в воду и 4—6 мм после закалки в масло. Низким отпуском при 200— 220 0C можно понизить твердость до HRC 57—59.

Стали У10, У10А (0,95—1,04 % С), У11, У11А (1,05— 1,14% С), У12, У12А (1,15—1,24) и У13, У13А (1,25 — 1,35% С) закаливают с 760—780ЭС в воду, при этом по­лучают HRC 64—66; dKp=10—20 мм после закалки в во­ду и 4—6 после закалки в масло. Низким отпуском при 150—160 0C можно получить твердость сталей У10 и У10А HRC 62—63; стали У11, У11А, У12, У12А, У13, У13А от­пускают при 200—220 °С, при этом получают HRC 58—59,

Углеродистые стали относятся к сталям неглубокой прокаливаемости, нетеплостойким. Малая устойчивость

Ш переохлажденного аустенита углеродистых сталей обус­ловливает их низкую прокаливаемость (до сечений 5—10 мм). Низкая устойчивость аустенита определяет основные достоинства и недостатки таких сталей.

Amm

-100 – ___________________________

-200\_ [_ Iiiii

О 0,4 0,8 1,2 С,%

Рис. 209. Влияние содержа­ния углерода на температу­ры начала Ma и коица M к мартенситиого превращения и количество остаточного аустенита Л оСТ (А. П. Гу­ляев, М. С. Чаодаева). Штриховые лииии для за­калки выше Acm

Достоинствами углеродистых сталей является то, что в малых сечениях (до 15—20 мм) после

HRC

Рис. 208. Прокаливаемость углеродистых инструментальных сталей в сечеиии 20 мм при разных температурах закалКи (Ю. А. Геллер, П. С. Лизогубов)

Закалки достигается высокая твердость в поверхностном слое (HRC 63—66) и мягкая, вязкая сердцевина инстру­мента (рис. 208). Такие свойства благоприятны для тако­го инструмента, как ручные метчики, напильники, пилы, стамески, долота, зубила и т. д. В отожженном состоянии углеродистые стали имеют низкую твердость (HB 150—180), в них лег­ко при отжиге получается структура зернистого цементита, что обуслов­ливает их хорошую обрабатывае­мость при изготовлении инструмен­та. Заэвтектоидные стали закалива­ют от температур Aci+ (30—50) °С, а доэвтектоидные от Ac3+ (30 — —40) °С, т. е. углеродистые стали имеют низкую температуру закалки. Такая температура нагрева под за­калку технологически легко выпол­нима, вызывает малое окисление и обезуглероживание инструмента. Закалка осуществляется в воде. По­сле закалки углеродистые стали со­держат малое количество остаточно­го аустенита — до 5—8 % (рис. 209), что не уменьшает их твердости и ис-

Ключает необходимость проведения обработки для распада остаточного аустенита.

Недостатками углеродистых сталей яв­ляется малая прокаливаемость и закаливаемость. Она не позволяет применять эти стали для инструмента сечением более 20—25 мм. Стали нетеплостойки, высокая твердость их сохраняется лишь до температур 250—200°С. Стали имеют высокую чувствительность к перегреву вследствие растворения избыточных карбидов в аустените. Может наблюдаться неоднородная твердость на поверхности ин­струмента вследствие возможности частичного распада по перлитной ступени при переносе инструмента из печи в ох­лаждающую среду.

Из-за существенных недостатков углеродистых сталей их мало применяют в промышленности, особенно в меха­низированном производстве.

2. Легированные стали

Легирование инструментальных сталей для режущего ин­струмента позволяет уменьшить недостатки углеродистых сталей, т. е. прежде всего повысить прокаливаемость, а также добиться новых существенных качеств инструмента. Свойства и состав легированных сталей для режущего ин­струмента регламентируются ГОСТ 5950—73.

В табл. 45 приведены основные данные о некоторых сталях и термообработке инструмента из них. Стали для режущего инструмента подразделяют на стали неглубокой и глубокой прокаливаемости. В группу сталей неглубокой прокаливаемости входят низколегированные стали, со­держащие невысокое содержание хрома (0,4—0,7 %), ва­надия (0,15—0,30%) — 7ХФ, 8ХФ, 9ХФ, 11ХФ; а также стали с вольфрамом — ХВ4, В2Ф. Легирование хромом несколько повышает устойчивость переохлажденного аус­тенита и прокаливаемость по сравнению с углеродистыми сталями. Использование ванадия для легирования этих сталей позволяет обеспечить меньшую чувствительность, стали к перегреву и регламентированную глубину прока­ливаемости. Так, применяя разную температуру закалки, можно регулировать толщину закаленного слоя, не опаса­ясь перегрева стали. По этой причине для сталей типа 7ХФ, 8ХФ, 9ХФ рекомендуют два температурных интерва­ла нагрева под закалку,(см. табл. 45). Более высокая тем­пература закалки позволяет растворить лишь часть кар­бида ванадия в аустените и повысить его устойчивость, а

О оо ю

ZO IO ZO

00 00 ю