Полоса быстрорежущая Р9М4К8 — инструментальный прокат повышенной теплостойкости
Полоса быстрорез Р9М4К8 — это горячекатаный или кованый сортовой прокат из быстрорежущей стали с содержанием кобальта 8 %, предназначенный для изготовления металлорежущего инструмента, работающего в условиях интенсивного нагрева режущей кромки. Материал относится к группе кобальтовых быстрорежущих сталей с повышенной теплостойкостью (до 620–640 C) и сохраняет режущие свойства при высоких скоростях резания, недоступных для сталей типа Р6М5.
Легирование вольфрамом (9 %), молибденом (4 %) и кобальтом (8 %) обеспечивает формирование карбидной фазы M6C и MC, устойчивой к коагуляции при нагреве. Теплостойкость стали Р9М4К8 достигается за счет упрочнения твердого раствора кобальтом, который повышает температуру разупрочнения мартенсита. После стандартной термической обработки — закалки от 1210–1230 C с подогревом и трехкратным отпуском при 560–580 C — твердость составляет 65–67 HRC, а красностойкость позволяет эксплуатировать инструмент при температуре режущей кромки до 600 C.
Технологические характеристики проката
Полоса быстрорез Р9М4К8 поставляется в состоянии после горячей прокатки или ковки с последующим отжигом на зернистый перлит. Твердость в отожженном состоянии — не более 255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием при изготовлении инструмента. Структура отожженного металла — сорбитообразный перлит с равномерно распределенными карбидами без выраженной карбидной ликвации. Карбидная неоднородность контролируется по ГОСТ 19265 и для полос толщиной до 40 мм не превышает 3–4 баллов по шкале, что критично для сохранения прочности режущей кромки.
Прокат поставляется в следующих диапазонах размеров:
- толщина — 3–40 мм;
- ширина — 20–200 мм;
- длина — 1–4 м (мерная, кратная, немерная);
- класс точности — Б (нормальная точность) по ГОСТ 103;
- серповидность — не более 2 мм на 1 м длины.
Применение полосы Р9М4К8
Полоса быстрорез Р9М4К8 используется преимущественно для изготовления инструмента с прямолинейной режущей кромкой, где требуется сочетание высокой твердости и сопротивления разупрочнению при нагреве. Из полосы изготавливаются:
- протяжки круглые и шпоночные для обработки отверстий в конструкционных и легированных сталях;
- зенкеры и развертки для чистовой обработки отверстий в заготовках из жаропрочных сплавов;
- фрезы концевые и дисковые для фрезерования сталей с пределом прочности до 1200 МПа;
- резцы токарные и строгальные для черновой обработки с высокими скоростями резания;
- долбяки и шеверы для зубообработки колес из улучшаемых сталей.
Инструмент из Р9М4К8 применяется на токарных станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах, протяжных и зубообрабатывающих станках. Благодаря кобальтовому упрочнению, материал эффективен при прерывистом резании, где возникают циклические тепловые удары, а также при обработке нержавеющих и титановых сплавов, склонных к наклепу и адгезионному схватыванию с инструментом.
Физико-механические свойства
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твердость после закалки и отпуска | 65–67 HRC | ГОСТ 9013 | Закалка 1220 C, отпуск 560 C 3 | Для инструмента |
| Твердость в отожженном состоянии | 255 HB | ГОСТ 9012 | Отжиг на зернистый перлит | Обрабатываемость |
| Теплостойкость | 620–640 C | Измерение HRC после нагрева | Выдержка 4 ч | Сохранение 60 HRC |
| Предел прочности при изгибе | 2700–3200 МПа | ГОСТ 14019 | Образец после термообработки | Зависит от карбидной сетки |
| Ударная вязкость KCU | 25–35 Дж/см | ГОСТ 9454 | После термообработки | Для кобальтовых сталей |
Термическая обработка и особенности шлифования
Закалка полосы Р9М4К8 требует ступенчатого нагрева с подогревом до 800–850 C и 1050–1100 C для снижения термических напряжений. Окончательный нагрев до 1210–1230 C выполняется в соляных ваннах или вакуумных печах с контролем обезуглероживания. Охлаждение — в масле или в расплаве соли при 450–550 C с последующим охлаждением на воздухе. Отпуск — трехкратный при 560–580 C с выдержкой 1 час, между отпусками обязательна выдержка при комнатной температуре для завершения превращения остаточного аустенита.
Шлифование инструмента из Р9М4К8 выполняется кругами на электрокорунде или CBN с обильным охлаждением, так как кобальт повышает склонность к прижогам и микротрещинам. При заточке необходимо исключать перегрев режущей кромки выше 200 C, что достигается применением кругов зернистостью 16–25 на керамической или органической связке.
Вопросы и ответы
Чем полоса Р9М4К8 отличается от полосы Р6М5?
Р9М4К8 содержит 8 % кобальта, что повышает теплостойкость с 600 до 620–640 C и позволяет увеличить скорость резания на 15–20 % при обработке жаропрочных и нержавеющих сталей. Однако сталь Р9М4К8 имеет меньшую ударную вязкость и требует более строгого контроля карбидной неоднородности.
Какая твердость достигается после полной термообработки?
После закалки от 1210–1230 C и трехкратного отпуска при 560–580 C твердость составляет 65–67 HRC. При этом сохраняется теплостойкость — материал не разупрочняется при нагреве режущей кромки до 600 C в процессе эксплуатации.
Для какого инструмента оптимально использовать полосу Р9М4К8?
Оптимальное применение — протяжки, зенкеры, развертки, концевые и дисковые фрезы, работающие с высокими скоростями резания по легированным, нержавеющим и жаропрочным сталям. Инструмент эффективен на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах при прерывистом резании.
Как контролируется качество полосы при поставке?
Качество контролируется по химическому составу, твердости в отожженном состоянии ( 255 HB), карбидной неоднородности (не выше 3–4 баллов), отсутствию обезуглероженного слоя и поверхностных дефектов. Допуски на размеры проверяются по ГОСТ 103.
