Полоса быстрорез Р18Ф2К8М3-Ш: характеристики и применение инструментальной заготовки
Полоса из быстрорежущей стали Р18Ф2К8М3-Ш — горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из вольфрамомолибденовой быстрорежущей стали повышенной теплостойкости. Буква «Ш» в маркировке обозначает электрошлаковый переплав (ЭШП), обеспечивающий снижение содержания неметаллических включений, уменьшение ликвационной неоднородности и повышение изотропности механических свойств по сравнению с открытой выплавкой. Химический состав регламентируется ГОСТ 19265-73, сортамент — ГОСТ 103-2006 (полоса горячекатаная) и ГОСТ 4405-75 (полоса кованая).
Химический состав и легирующая система
Марка Р18Ф2К8М3 содержит повышенное количество кобальта и ванадия при сниженной доле вольфрама относительно классической Р18. Такое соотношение карбидообразующих элементов увеличивает вторичную твёрдость и красностойкость.
- Углерод (C) — 0,95–1,10 %
- Вольфрам (W) — 17,0–18,5 %
- Кобальт (Co) — 7,5–8,5 %
- Молибден (Mo) — 2,5–3,5 %
- Ванадий (V) — 1,8–2,4 %
- Хром (Cr) — 3,8–4,4 %
Механические и эксплуатационные свойства
После закалки от 1210–1230 C в масле и трёхкратного отпуска при 540–560 C полоса обеспечивает твёрдость 64–66 HRC. Красностойкость (теплостойкость) достигает 630–640 C, что позволяет эксплуатировать режущий инструмент при скоростях резания, превышающих режимы для стали Р6М5 в 1,5–2 раза. ЭШП-переплав повышает ударную вязкость KCU до 25–30 Дж/см и снижает анизотропию свойств вдоль и поперёк направления прокатки.
| Параметр | Значение | Условие контроля | Норматив | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после термообработки | 64–66 | закалка 1220 C, отпуск 560 C 3 | ГОСТ 19265-73 | HRC |
| Красностойкость | 630–640 | сохранение HRC 60 | справочная | C |
| Предел прочности при изгибе | 3200–3600 | образец 10 10 100 мм | ГОСТ 19265-73 | МПа |
| Ударная вязкость KCU | 25–30 | ЭШП, продольное направление | ГОСТ 19265-73 | Дж/см |
| Толщина полосы | 4–40 | горячекатаная | ГОСТ 103-2006 | мм |
| Ширина полосы | 12–100 | по сортаменту | ГОСТ 103-2006 | мм |
Технология изготовления и термообработка
Полоса производится прокаткой или ковкой слитков ЭШП с последующим отжигом на зернистый перлит при 840–860 C. Твёрдость в состоянии поставки — не более 255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и возможность профильного фрезерования. Перед закалкой заготовку подогревают ступенчато: 500–600 C, затем 800–850 C, затем нагрев до аустенитизации 1210–1230 C. Охлаждение — в масле или расплаве солей. Отпуск трёхкратный при 540–560 C с выдержкой 1 ч, что обеспечивает распад остаточного аустенита и максимальную вторичную твёрдость.
Области применения
- Режущий инструмент для токарных и фрезерных станков с ЧПУ: резцы, торцевые и концевые фрезы, метчики
- Инструмент для обработки жаропрочных и нержавеющих сталей, титановых сплавов на обрабатывающих центрах
- Долбяки, протяжки, червячные фрезы для зубообрабатывающего оборудования
- Ножи для гильотинных ножниц и дисковых пил по металлу в линиях продольного раскроя
- Инструмент холодной высадки и штампы для прессового оборудования
Вопросы и ответы
Чем полоса Р18Ф2К8М3-Ш отличается от полосы Р6М5?
Марка Р18Ф2К8М3-Ш содержит кобальт и повышенное количество вольфрама, что обеспечивает красностойкость 630–640 C против 620 C у Р6М5. Твёрдость после термообработки выше на 1–2 HRC, а стойкость инструмента при обработке жаропрочных сплавов возрастает в 1,5–2 раза.
Что даёт электрошлаковый переплав в маркировке «Ш»?
ЭШП снижает содержание серы и неметаллических включений, уменьшает карбидную неоднородность и ликвацию. Это повышает ударную вязкость до 25–30 Дж/см и уменьшает разброс свойств по сечению полосы, что критично для тонкого режущего инструмента.
Какая твёрдость полосы в состоянии поставки?
После отжига на зернистый перлит твёрдость не превышает 255 HB. Это позволяет проводить механическую обработку — фрезерование, сверление, шлифование — до финишной закалки.
Для каких режимов резания применима сталь Р18Ф2К8М3-Ш?
Инструмент работоспособен при скоростях резания до 50–60 м/мин по конструкционным сталям и до 20–30 м/мин по жаропрочным сплавам на базе никеля и титана. Ограничивающий фактор — температура в зоне контакта, не превышающая 630 C.
