Полоса быстрорез Р15М2Ф5К11-Ш: инструментальная штабированная заготовка для лезвийного инструмента
Полоса быстрорез Р15М2Ф5К11-Ш — это горячекатаная или кованая заготовка прямоугольного сечения из быстрорежущей стали повышенной теплостойкости с содержанием кобальта 11 %. Индекс «Ш» в обозначении указывает на то, что материал прошел шлифовку поверхности, что гарантирует отсутствие обезуглероженного слоя и обеспечивает точность геометрических размеров, необходимую для последующей механической обработки. Сталь Р15М2Ф5К11-Ш относится к группе кобальтовых быстрорежущих сталей с теплостойкостью до 640 C, что позволяет эксплуатировать инструмент на скоростях резания, недостижимых для сталей без кобальта.
Химический состав Р15М2Ф5К11-Ш регламентирован ГОСТ 19265-73 и характеризуется повышенным содержанием ванадия (до 5 %) и кобальта (до 11 %). Карбидная неоднородность контролируется по шкале ГОСТ 19265-73 и для полос толщиной до 40 мм не должна превышать 3 баллов. Твердость после термической обработки — 63–66 HRC. Красностойкость материала обеспечивает сохранение режущих свойств при нагреве кромки до 620–640 C, что критично при обработке жаропрочных сплавов и нержавеющих сталей аустенитного класса.
Технологические особенности обработки
Полоса Р15М2Ф5К11-Ш поставляется в отожженном состоянии с твердостью не более 255 HB, что позволяет выполнять фрезерование, сверление и зубофрезерование на стандартном станочном парке. Однако из-за высокого содержания кобальта и ванадия материал склонен к абразивному износу режущего инструмента, поэтому для механической обработки рекомендуется применять твердосплавные пластины с износостойким покрытием (TiAlN, AlCrN) или быстрорежущий инструмент с добавками кобальта.
Термическая обработка полос Р15М2Ф5К11-Ш требует строгого соблюдения температурных режимов. Предварительный подогрев до 850 C обязателен для снижения термических напряжений. Окончательный нагрев под закалку выполняется до 1220–1250 C с выдержкой из расчета 8–12 с/мм сечения. После закалки проводится трехкратный отпуск при 560–580 C с выдержкой по 1 часу. Отклонение от рекомендованных режимов приводит к снижению красностойкости или росту остаточного аустенита.
Применение полос Р15М2Ф5К11-Ш
Полосы Р15М2Ф5К11-Ш предназначены для изготовления цельнометаллического режущего инструмента, работающего в условиях прерывистого резания и ударных нагрузок. Основные области применения:
- протяжки и зенкеры для обработки отверстий в жаропрочных и титановых сплавах;
- фрезы концевые и дисковые для черновой обработки нержавеющих сталей;
- метчики и плашки для нарезания резьбы в высоколегированных сталях;
- развертки и шеверы для финишной обработки деталей ГТД;
- ножи для холодного роспуска листа и фасонные резцы;
- инструмент для деревообработки — фрезы и пилы с высокой стойкостью.
Наибольшее распространение полоса Р15М2Ф5К11-Ш получила в авиастроении и двигателестроении при обработке дисков турбин, лопаток компрессора и крепежа из сплавов на никелевой основе. Также материал востребован в инструментальных цехах машиностроительных предприятий, выпускающих специализированный инструмент для обработки коррозионностойких сталей.
Сортамент и геометрические параметры
Полосы Р15М2Ф5К11-Ш изготавливаются методом горячей прокатки или ковки с последующей шлифовкой. Точность размеров соответствует классу h11 по ГОСТ 25346-2013. Допуск на толщину для шлифованных полос составляет 0,1 мм, на ширину — 0,5 мм. Длина поставляемых полос — от 1 до 4 метров, возможна порезка в размер по требованию заказчика.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Допуск по толщине, мм | Кривизна, мм/м | Твердость HB |
|---|---|---|---|---|
| 4–10 | 20–80 | 0,1 | 1,5 | 255 |
| 10–20 | 30–120 | 0,15 | 1,0 | 255 |
| 20–40 | 50–200 | 0,2 | 0,8 | 255 |
Шлифованная поверхность полос Р15М2Ф5К11-Ш имеет шероховатость Ra 1,25 мкм, что исключает необходимость предварительной обработки плоскостей перед разметкой и фрезерованием профиля. Отсутствие обезуглероженного слоя гарантирует стабильную твердость по всему сечению после закалки.
Контроль качества и дефектоскопия
Полосы Р15М2Ф5К11-Ш подвергаются входному контролю на соответствие химическому составу методом спектрального анализа. Контроль карбидной неоднородности выполняется металлографическим методом на образцах, отобранных от каждого плавочного листа. Ультразвуковой контроль проводится на наличие внутренних дефектов — трещин, расслоений и флокенов. Допустимая глубина поверхностных дефектов после шлифовки не должна превышать 0,1 мм на сторону.
Вопросы и ответы
Чем отличается полоса Р15М2Ф5К11-Ш от Р6М5?
Р15М2Ф5К11-Ш содержит 11 % кобальта и до 5 % ванадия, что обеспечивает теплостойкость до 640 C против 620 C у Р6М5. Инструмент из Р15М2Ф5К11-Ш сохраняет режущие свойства при более высоких скоростях резания, но требует строгого соблюдения режимов термообработки.
Какая твердость достигается после полной термической обработки?
После закалки с 1220–1250 C и трехкратного отпуска при 560–580 C твердость составляет 63–66 HRC. Для инструмента, работающего с ударными нагрузками, рекомендуется нижний предел — 63–64 HRC.
Возможна ли сварка полос Р15М2Ф5К11-Ш?
Сварка быстрорежущих сталей не рекомендуется из-за склонности к трещинообразованию в зоне термического влияния. Соединение инструментальных элементов выполняется пайкой серебряными припоями или механическим креплением.
Какой инструмент можно изготавливать из полосы Р15М2Ф5К11-Ш?
Из полосы изготавливают протяжки, фрезы, метчики, развертки, зенкеры, шеверы и ножи. Материал оптимален для инструмента, работающего по жаропрочным, титановым и нержавеющим сталям на скоростях 40–60 м/мин.
