Полоса быстрорежущая Р18К5Ф2-Ш: характеристики и применение
Полоса из быстрорежущей стали Р18К5Ф2-Ш — это горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из вольфрамомолибденовой быстрорежущей стали с повышенным содержанием кобальта и ванадия. Буква «Ш» в маркировке указывает на особую технологию выплавки — электрошлаковый переплав (ЭШП), обеспечивающий минимальное содержание неметаллических включений и высокую изотропность структуры. Такая сталь относится к классу высоколегированных инструментальных материалов и предназначена для работы при скоростях резания, значительно превышающих возможности углеродистых и низколегированных инструментальных сталей.
Химический состав и структура
Сталь Р18К5Ф2-Ш содержит вольфрам (17–18,5 %), кобальт (4,5–5,5 %), ванадий (1,8–2,4 %), хром (3,8–4,4 %), молибден (до 1 %), углерод (0,85–0,95 %). Кобальт повышает теплостойкость и красностойкость до 640–650 C, что позволяет эксплуатировать инструмент при высоких скоростях резания без потери твёрдости. Ванадий образует карбиды VC, увеличивающие износостойкость. Электрошлаковый переплав снижает содержание серы и фосфора до 0,015 % и 0,025 % соответственно, а также уменьшает ликвацию карбидов.
Структура после закалки и трёхкратного отпуска — мартенсит с равномерно распределёнными карбидами M6C и MC. Твёрдость после термической обработки достигает 64–66 HRC. Теплостойкость (красностойкость) — 630–650 C. Предел прочности при изгибе — 3200–3800 МПа. Ударная вязкость — 25–35 Дж/см.
Сортамент и размеры полосы
Полоса Р18К5Ф2-Ш поставляется в соответствии с ГОСТ 103–2006 (сортовой прокат) и ГОСТ 5952–75 (быстрорежущая сталь). Типовые размеры:
- Толщина: 4–40 мм
- Ширина: 12–100 мм
- Длина: 1–6 м (мерная или немерная)
- Класс точности: повышенный (Б) или нормальный (В)
- Состояние поставки: без термообработки (горячекатаная) или отожжённая (HB 255–285)
Технологические свойства
Полоса Р18К5Ф2-Ш подвергается ковке при 1050–1150 C с постепенным охлаждением в песке или колпаковой печи. Отжиг проводится при 850–870 C с выдержкой 2–4 ч и медленным охлаждением до 500 C со скоростью не более 30 C/ч. Закалка — ступенчатая: нагрев до 1210–1230 C в соляной ванне, охлаждение в масле или расплаве солей при 500–550 C. Отпуск — трёхкратный при 540–570 C по 1 ч. Шлифуемость — удовлетворительная, склонность к обезуглероживанию — пониженная благодаря защитной атмосфере при нагреве.
Области применения
Инструмент из полосы Р18К5Ф2-Ш применяется в следующих операциях:
- Резьбовые резцы и метчики для обработки жаропрочных и нержавеющих сталей
- Червячные фрезы для зубчатых колёс из титановых сплавов
- Протяжки для обработки отверстий в деталях из высокопрочных чугунов
- Дисковые пилы для резки труб в линиях ТЭЦ и металлургических цехах
- Концевые фрезы для высокоскоростной обработки алюминиевых сплавов на станках с ЧПУ
Сравнительные характеристики
| Параметр | Р18К5Ф2-Ш | Р6М5Ф3 | Р18 | Р9К5 |
|---|---|---|---|---|
| Теплостойкость, C | 640 | 620 | 620 | 630 |
| Твёрдость, HRC | 64–66 | 63–65 | 63–65 | 64–66 |
| Предел прочности при изгибе, МПа | 3400 | 3200 | 3000 | 3300 |
| Ударная вязкость, Дж/см | 30 | 28 | 25 | 27 |
| Склонность к шлифовочным трещинам | низкая | средняя | средняя | низкая |
Вопросы и ответы
Чем отличается полоса Р18К5Ф2-Ш от полосы Р18К5Ф2 без индекса «Ш»?
Индекс «Ш» обозначает электрошлаковый переплав. Это обеспечивает более низкое содержание серы и фосфора, уменьшает карбидную неоднородность и повышает ударную вязкость на 10–15 % по сравнению с обычной выплавкой.
Какая твёрдость достигается после стандартной термообработки?
После закалки от 1210–1230 C и трёхкратного отпуска при 540–570 C твёрдость составляет 64–66 HRC. Дальнейшее повышение температуры отпуска снижает твёрдость, но увеличивает вязкость.
Можно ли использовать полосу Р18К5Ф2-Ш для холодной штамповки?
Нет, данная сталь предназначена преимущественно для режущего инструмента, работающего с нагревом. Для холодной штамповки применяются стали Х12МФ или Х6ВФ, обладающие большей вязкостью при комнатной температуре.
Какой режим отжига рекомендуется для снятия напряжений после ковки?
Отжиг проводится при 850–870 C с выдержкой 2–4 ч, охлаждение со скоростью не более 30 C/ч до 500 C, далее на воздухе. Твёрдость после отжига — 255–285 HB.
