Полоса быстрорез Р6М5Ф3: характеристики, термообработка и применение
Полоса из быстрорежущей стали Р6М5Ф3 — горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения, изготовленный из вольфрамомолибденовой быстрорежущей стали с повышенным содержанием ванадия. Марка Р6М5Ф3 содержит 5,5–6,5 % вольфрама, 4,8–5,3 % молибдена, 2,3–2,8 % ванадия и 3,8–4,3 % хрома, что обеспечивает красностойкость до 620 C и твёрдость 64–66 HRC после закалки и трёхкратного отпуска. Повышенная доля ванадия по сравнению с Р6М5 увеличивает износостойкость карбидной фазы, но снижает шлифуемость, поэтому полоса Р6М5Ф3 востребована там, где требуется стойкость режущей кромки при высоких контактных нагрузках.
Сортамент и технические параметры
Прокат поставляется по ГОСТ 103–2006 (размеры и предельные отклонения) и ГОСТ 5952–78 (технические условия на кованую и горячекатаную полосу). Типовые размеры: толщина 4–60 мм, ширина 12–200 мм, длина 1–6 м. Кривизна не превышает 0,5 % длины для горячекатаной полосы и 0,3 % — для кованой. Твёрдость в состоянии поставки — не более 255 HB (после отжига). Обезуглероженный слой допускается не более 1,5 % толщины на сторону.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на обработку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после закалки | 64–66 HRC | ГОСТ 9013–59 | Стойкость к абразивному износу | Отпуск 540–570 C, 3 цикла |
| Красностойкость | 620 C | ГОСТ 19265–73 | Скорость резания до 45 м/мин | При точении конструкционной стали |
| Плотность | 8,2 г/см | ГОСТ 8.024–2013 | Расчёт массы заготовки | Справочная величина |
| Ударная вязкость | 0,25–0,30 МДж/м | ГОСТ 9454–78 | Склонность к выкрашиванию | После стандартной термообработки |
| Теплопроводность | 24 Вт/(мК) | ГОСТ 12173–83 | Отвод тепла при резании | При 20 C |
Термообработка полосы Р6М5Ф3
Режим термической обработки определяет реализацию свойств стали. Закалку проводят в соляных ваннах или вакуумных печах с предварительным подогревом до 800–850 C и аустенитизацией при 1210–1230 C. Охлаждение — в масле, расплаве солей или газе под давлением. Обязателен трёхкратный отпуск при 540–570 C с выдержкой 1 ч, обеспечивающий превращение остаточного аустенита и вторичное твердение за счёт выделения карбидов VC и MoC. Для полосы толщиной свыше 30 мм рекомендуется ступенчатый нагрев во избежание коробления и трещин.
- Отжиг изотермический: 840–860 C, охлаждение до 720 C со скоростью 20 C/ч, твёрдость 207–255 HB.
- Закалка: нагрев до 1210–1230 C, охлаждение в масле МЗМ-16 или расплаве БК-1.
- Отпуск: 540–570 C, трёхкратный, твёрдость 64–66 HRC.
- Азотирование: 520–540 C, 8–12 ч, твёрдость поверхностного слоя 1100–1200 HV.
- Криогенная обработка: –70…–80 C перед отпуском для снижения остаточного аустенита.
Области применения
Полоса Р6М5Ф3 идёт на изготовление режущего и штампового инструмента, работающего при высоких удельных нагрузках и температурах контактной зоны. Из неё производят:
- метчики, развёртки, зенкеры для обработки легированных и нержавеющих сталей;
- протяжки и долбяки для зубодолбёжных станков;
- дисковые и червячные фрезы для фрезерных центров с ЧПУ;
- пуансоны и матрицы холодной высадки на прессах-автоматах;
- ножи для гильотинных ножниц и агрегатов продольной резки.
В инструментальном производстве полосу применяют для фрезерования закалённых сталей 40Х, 30ХГСА, 12Х18Н10Т, а также титановых сплавов ВТ6 при скоростях резания 25–40 м/мин. В штамповом производстве — для вырубки электротехнической стали 2212 при усилии до 250 тс.
Обрабатываемость и технологические ограничения
Шлифование полосы Р6М5Ф3 затруднено из-за высокой твёрдости карбидов ванадия (2800 HV). Рекомендуются круги из эльбора ЛО на керамической связке, СОЖ на основе эмульсола Э-2Б. Сварка плавлением не применяется — для соединения используют пайку припоями ПЖК-1000 или механическое крепление. Ковка выполняется в интервале 1100–900 C с последующим замедленным охлаждением в золе или песке.
Вопросы и ответы
Чем полоса Р6М5Ф3 отличается от полосы Р6М5?
Содержание ванадия увеличено с 1,7–2,1 % до 2,3–2,8 %, что повышает износостойкость и красностойкость, но ухудшает шлифуемость и снижает ударную вязкость на 10–15 %.
Какая твёрдость достигается после стандартной термообработки?
После закалки от 1210–1230 C и трёхкратного отпуска при 540–570 C твёрдость составляет 64–66 HRC.
По каким стандартам поставляется полоса Р6М5Ф3?
Размеры — по ГОСТ 103–2006, технические условия — по ГОСТ 5952–78. Химический состав регламентирован ГОСТ 19265–73.
Допускается ли сварка полосы Р6М5Ф3?
Сварка плавлением не рекомендуется из-за склонности к образованию горячих трещин и хрупких закалочных структур. Применяют пайку или механическое соединение.
