Квадрат быстрорез: инструментальный прокат для металлообработки
Квадрат быстрорез это калиброванный сортовой прокат из быстрорежущей стали, предназначенный для изготовления режущего инструмента: метчиков, плашек, разверток, зенкеров, фрез и резцов. Материал поставляется в прутках квадратного сечения с точной геометрией и контролируемым химическим составом, что обеспечивает стабильные свойства при последующей термической обработке.
Основу быстрорежущих сталей составляет система легирования FeCWMoCrV. Карбиды вольфрама и молибдена формируют высокую красностойкость способность сохранять твердость при нагреве режущей кромки до температур от 600 до 650 C. Это принципиально отличает быстрорез от углеродистых инструментальных сталей, которые теряют твердость уже при 200250 C.
Марки и химический состав
Наиболее распространенные марки быстрорежущей стали для квадратного проката:
- Р6М5 вольфрамомолибденовая сталь общего назначения, базовый материал для метчиков, плашек и концевых фрез;
- Р6М5К5 с добавлением кобальта, повышенная красностойкость для обработки нержавеющих и жаропрочных сплавов;
- Р18 высоковольфрамовая сталь, применяется для инструмента сложной формы с повышенными требованиями к шлифуемости;
- Р9М4К8 кобальтовая сталь для тяжелых условий резания, работа при ударных нагрузках;
- Р2М10Ф3 молибденовая сталь с повышенной прочностью, используется для протяжек и долбяков.
Химический состав регламентируется ГОСТ 19265-73. Содержание основных легирующих элементов для Р6М5: вольфрам от 5,5 до 6,5 %, молибден от 5,0 до 5,5 %, ванадий от 1,7 до 2,2 %, хром от 3,8 до 4,4 %. Допустимое содержание серы и фосфора ограничено 0,03 % каждого.
Геометрические параметры и допуски
Квадрат быстрорез поставляется со стороной квадрата от 4 до 100 мм. Длина прутков от 2000 до 4000 мм, возможна порезка в размер по требованию заказчика. Точность геометрии соответствует классу калиброванного проката: допуск на сторону квадрата составляет от 0,1 до 0,3 мм в зависимости от типоразмера.
Поверхность прутков шлифованная или обточенная, без закатов, трещин и волосовин. Кривизна не превышает 1 мм на метр длины. Отклонение от прямого угла не более 1.
| Марка стали | Сторона квадрата, мм | Твердость после отжига, HB | Температура закалки, C | Красностойкость, C |
|---|---|---|---|---|
| Р6М5 | от 4 до 50 | до 255 | 12101230 | 600 |
| Р6М5К5 | от 6 до 40 | до 262 | 12201240 | 620 |
| Р18 | от 8 до 100 | до 255 | 12601280 | 610 |
Технология производства
Квадрат быстрорез изготавливается методом горячей прокатки с последующей калибровкой. Исходная заготовка слиток или непрерывнолитая заготовка электрошлакового переплава, что гарантирует отсутствие карбидной ликвации и равномерное распределение легирующих элементов. После прокатки прутки подвергаются отжигу на зернистый перлит для снижения твердости до значений, обеспечивающих обрабатываемость резанием.
Контроль качества включает проверку химического состава спектральным методом, ультразвуковой контроль на отсутствие внутренних дефектов, измерение твердости по Бринеллю и контроль геометрических размеров. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием фактического химического состава и механических свойств.
Применение в промышленности
Квадрат быстрорез используется при производстве металлорежущего инструмента на специализированных инструментальных заводах и в инструментальных цехах машиностроительных предприятий. Из него изготавливают:
- метчики машинные и ручные для нарезания резьбы в отверстиях;
- плашки круглые для наружной резьбы;
- развертки машинные и ручные для чистовой обработки отверстий;
- концевые фрезы для обработки пазов, уступов и фасонных поверхностей;
- зенкеры и цековки для обработки отверстий под крепеж;
- протяжки для внутренних шлицевых и шпоночных канавок.
Инструмент из быстрорежущей стали применяется на токарных, фрезерных, сверлильных и резьбонарезных станках, а также на обрабатывающих центрах с ЧПУ. Оптимальные режимы резания: скорость резания от 20 до 60 м/мин для конструкционных сталей, от 10 до 25 м/мин для нержавеющих сталей, от 5 до 15 м/мин для жаропрочных сплавов.
Термическая обработка
Инструмент из квадрата быстрореза подвергается полному циклу термической обработки: предварительный отжиг, закалка с подогревом, ступенчатым нагревом до аустенитизации и охлаждением в масле или соляной ванне, затем трехкратный отпуск при температуре от 540 до 560 C. Твердость после термообработки достигает 6366 HRC для Р6М5 и 6467 HRC для кобальтовых марок.
Для повышения эксплуатационных характеристик применяются дополнительные методы упрочнения: обработка холодом при температуре 70 C для преобразования остаточного аустенита, ионно-плазменное азотирование, нанесение износостойких покрытий TiN, TiAlN или TiCN. Это увеличивает стойкость инструмента в 24 раза по сравнению с неупрочненным.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем отличается квадрат быстрорез от обычного стального квадрата?
Квадрат быстрорез изготавливается из легированной инструментальной стали с содержанием вольфрама, молибдена и ванадия. После закалки он приобретает твердость 6367 HRC и сохраняет режущие свойства при нагреве до 600650 C. Обычный конструкционный квадрат из стали Ст3 или 45 не предназначен для изготовления режущего инструмента.
Какая марка быстрорежущей стали оптимальна для метчиков?
Для метчиков общего назначения применяется Р6М5. При нарезании резьбы в нержавеющих и жаропрочных сталях рекомендуется Р6М5К5 с повышенной красностойкостью. Для мелкоразмерных метчиков диаметром до 6 мм целесообразно использовать Р18, обладающую лучшей шлифуемостью.
В каком состоянии поставляется квадрат быстрорез?
Прокат поставляется в отожженном состоянии с твердостью до 255262 HB. Это обеспечивает обрабатываемость резанием при изготовлении инструмента. Закалку и отпуск выполняет потребитель после механической обработки заготовки.
Какие допуски на размер стороны квадрата?
Для калиброванного проката допуск составляет от 0,1 до 0,3 мм в зависимости от типоразмера. Для горячекатаного квадрата без калибровки допуски больше от 0,4 до 1,5 мм. Точные значения указываются в сертификате качества на партию.
