Квадрат быстрорез Р6М5Ф3 — пруток повышенной теплостойкости для металлорежущего инструмента
Квадрат быстрорез Р6М5Ф3 — горячекатаный калиброванный пруток квадратного сечения из быстрорежущей стали с повышенным содержанием ванадия. Материал относится к группе легированных инструментальных сталей с теплостойкостью до 620 C, что позволяет эксплуатировать режущий инструмент на скоростях резания на 15–20 % выше, чем у базовой стали Р6М5. Повышенная концентрация ванадия (2,3–3,0 %) формирует в структуре высокотвердые карбиды MC, обеспечивающие износостойкость при обработке материалов с абразивным воздействием на режущую кромку.
Химический состав и структурные особенности
Сталь Р6М5Ф3 легирована вольфрамом (5,5–6,5 %), молибденом (4,5–5,5 %), ванадием (2,3–3,0 %) и хромом (3,8–4,4 %). Карбидная неоднородность контролируется по шкале ГОСТ 19265, для прутков квадратного сечения до 40 мм допускается балл не выше 3. После термической обработки твердость достигает 63–66 HRC, предел прочности при изгибе — 3200–3800 МПа. Красностойкость материала обеспечивает сохранение режущих свойств при нагреве кромки до 600–620 C, что критично для чистового точения и фрезерования на повышенных режимах.
Технология производства и сортамент
Квадрат быстрорез Р6М5Ф3 поставляется в горячекатаном состоянии с последующей обточкой или калибровкой. Поверхность прутков не имеет обезуглероженного слоя глубиной более 0,3 мм на сторону. Допуски на размеры квадрата соответствуют ГОСТ 2591 (горячекатаный прокат) или ГОСТ 8559 (калиброванный). Материал поставляется в отожженном состоянии с твердостью не более 255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием при изготовлении инструмента.
| Сторона квадрата, мм | Предельное отклонение, мм | Длина прутка, мм | Состояние поставки | Твердость |
|---|---|---|---|---|
| 8–12 | +0,3 / –0,5 | 2000–4000 | Горячекатаный | 255 HB |
| 14–25 | +0,4 / –0,7 | 2000–4000 | Горячекатаный | 255 HB |
| 28–40 | +0,5 / –1,0 | 2000–4000 | Калиброванный | 255 HB |
Применение в инструментальном производстве
Квадрат быстрорез Р6М5Ф3 используется для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях прерывистого резания и ударных нагрузок. Из прутков квадратного сечения производят заготовки для последующей ковки или механической обработки. Основные виды инструмента:
- концевые и отрезные фрезы для обработки конструкционных и нержавеющих сталей;
- протяжки и зенкеры для отверстий в деталях из труднообрабатываемых сплавов;
- метчики и плашки для нарезания резьбы в заготовках из легированных сталей;
- развертки и цековки для финишной обработки отверстий;
- ножи для холодной вырубки листового проката толщиной до 4 мм;
- фасонные резцы для токарных автоматов и обрабатывающих центров.
Режимы термической обработки
Закалка прутков Р6М5Ф3 выполняется с подогревом до 840–860 C и окончательным нагревом до 1210–1230 C. Охлаждение производится в масле или в соляной ванне с изотермической выдержкой при 560 C. Отпуск проводится трехкратно при 550–570 C с выдержкой 1 час, что обеспечивает вторичную твердость и снятие остаточных напряжений. Для инструмента, работающего с ударными нагрузками, допускается снижение температуры закалки до 1190–1200 C с соответствующим уменьшением твердости до 62–64 HRC.
Эксплуатационные характеристики
Инструмент из квадрата быстрореза Р6М5Ф3 сохраняет работоспособность при скорости резания до 45–55 м/мин при точении закаленных сталей и до 35–40 м/мин при фрезеровании нержавеющих аустенитных сталей. Повышенное содержание ванадия увеличивает стойкость инструмента к абразивному износу в 1,3–1,5 раза по сравнению с Р6М5 при обработке серых чугунов и высокопрочных сталей. Материал пригоден для нанесения износостойких покрытий (TiN, TiAlN) методом PVD, что дополнительно повышает ресурс инструмента в автоматизированном производстве.
Вопросы и ответы
Чем отличается Р6М5Ф3 от стандартной стали Р6М5?
Повышенным содержанием ванадия (2,3–3,0 % против 1,7–2,1 %), что увеличивает теплостойкость на 20–30 C и износостойкость при обработке абразивных материалов. При этом шлифуемость стали ухудшается, что требует применения инструмента из эльбора при изготовлении режущего инструмента.
Какая твердость достигается после полной термической обработки?
После закалки с 1210–1230 C и трехкратного отпуска при 550–570 C твердость составляет 63–66 HRC. Для инструмента, работающего с ударными нагрузками, допускается снижение до 62–64 HRC.
В каком состоянии поставляется квадрат быстрорез Р6М5Ф3?
Прутки поставляются в отожженном состоянии с твердостью не более 255 HB. По согласованию возможна поставка в калиброванном виде с допусками по ГОСТ 8559 для беззазорной установки в патроны и державки.
Для обработки каких материалов применяется инструмент из Р6М5Ф3?
Инструмент эффективен при резании нержавеющих сталей аустенитного класса, жаропрочных сплавов на никелевой основе, титановых сплавов и серых чугунов. Материал также пригоден для обработки закаленных сталей до 45 HRC.
