Стальная полоса Р6М5Ф2 — быстрорежущая инструментальная сталь
Стальная полоса Р6М5Ф2 — это горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения из быстрорежущей стали вольфрамо-молибденовой группы с повышенным содержанием ванадия. Материал предназначен для изготовления металлорежущего инструмента, работающего в условиях высоких температур резания и значительных механических нагрузок. Полоса Р6М5Ф2 поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием при последующем изготовлении инструмента.
Химический состав и структура
Легирующая система Р6М5Ф2 формирует карбидную неоднородность, которая контролируется по ГОСТ 19265. Основные легирующие элементы:
- Вольфрам — 5,5–6,5 %, образует карбиды M6C, обеспечивающие теплостойкость;
- Молибден — 4,5–5,5 %, повышает прокаливаемость и прочность;
- Ванадий — 1,7–2,2 %, формирует высокотвёрдые карбиды VC, повышающие износостойкость;
- Хром — 3,8–4,4 %, обеспечивает сквозную прокаливаемость;
- Кобальт — до 0,5 %, дополнительно повышает теплостойкость.
Карбидная сетка в полосе Р6М5Ф2 оценивается по шкале 1–8 баллов; для инструмента, работающего с ударными нагрузками, требуется не выше 3 баллов. Контроль макроструктуры проводится на протравленных темплетах, отбираемых от каждого плавочного листа.
Механические свойства после термической обработки
Полоса Р6М5Ф2 приобретает эксплуатационные свойства после закалки от 1210–1230 C с подогревом до 840–860 C и трёхкратным отпуском при 540–560 C. Твёрдость после полного цикла термообработки достигает 63–66 HRC. Красностойкость материала сохраняется при нагреве режущей кромки до 600–620 C, что позволяет применять инструмент на скоростях резания до 40–60 м/мин при обработке конструкционных сталей.
| Параметр | Значение после отжига | Значение после закалки и отпуска | Метод контроля | Нормативный документ |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 255 HB | 63–66 HRC | ГОСТ 9012 / ГОСТ 9013 | ГОСТ 19265 |
| Предел прочности при изгибе | — | 2900–3400 МПа | ГОСТ 14019 | ТУ 14-1-2344 |
| Ударная вязкость KCU | — | 25 Дж/см | ГОСТ 9454 | ГОСТ 19265 |
| Теплостойкость | — | 600–620 C | ГОСТ 19265 | ГОСТ 19265 |
Сортамент и геометрические параметры
Полоса Р6М5Ф2 выпускается толщиной 3–25 мм и шириной 20–120 мм. Допуски на размеры регламентируются ГОСТ 103 для горячекатаного проката и ГОСТ 4405 для кованых полос. Серповидность не превышает 4 мм на 1 м длины, скручивание — 3 мм на 1 м. Полоса поставляется мерной длины 2–6 м либо немерной с кратностью.
Для инструментальных цехов, оснащённых ленточнопильными станками и отрезными центрами, полоса Р6М5Ф2 поставляется с обрезкой концов и зачисткой дефектных участков. Допускается поставка в прутках, намотанных в бухты при толщине до 4 мм, однако для быстрорежущих сталей предпочтительна прямолинейная поставка, исключающая деформацию при размотке.
Применение полосы Р6М5Ф2
Из полосы Р6М5Ф2 изготавливают инструмент, работающий в условиях прерывистого резания и ударных нагрузок, где требуется сочетание теплостойкости и вязкости:
- протяжки круглые и шпоночные для горизонтально-протяжных станков;
- зенкеры и развёртки для обработки отверстий на агрегатных станках;
- фрезы концевые и дисковые для фрезерных обрабатывающих центров;
- метчики машинные и гаечные для резьбонарезного оборудования;
- ножи для холодной вырубки листового проката толщиной до 3 мм;
- червячные фрезы для зубофрезерных станков.
Повышенное содержание ванадия в Р6М5Ф2 обеспечивает более высокую износостойкость по сравнению с Р6М5, что критично при обработке нержавеющих и жаропрочных сталей аустенитного класса. Полоса применяется для изготовления инструмента, эксплуатируемого на токарных станках с ЧПУ при точении с ударом — при обработке прерывистых поверхностей поковок и отливок.
Особенности заказа и входного контроля
При заказе полосы Р6М5Ф2 необходимо указывать категорию по карбидной неоднородности, группу отделки поверхности и класс точности. Для инструмента, работающего с ударными нагрузками, требуется карбидная неоднородность не выше 3 баллов; для осевого инструмента малого диаметра допускается 4 балла. Входной контроль включает проверку твёрдости в отожжённом состоянии, контроль геометрии и ультразвуковой контроль на расслоения при толщине свыше 10 мм.
Вопросы и ответы
Чем полоса Р6М5Ф2 отличается от Р6М5?
Повышенным содержанием ванадия (1,7–2,2 % против 1,7–2,0 % в Р6М5) и, соответственно, большим количеством карбидов VC. Это обеспечивает более высокую износостойкость режущей кромки при обработке труднообрабатываемых материалов, но требует более точного соблюдения режимов закалки.
В каком состоянии поставляется полоса Р6М5Ф2?
В отожжённом состоянии с твёрдостью не более 255 HB. Структура — сорбитообразный перлит с равномерно распределёнными карбидами. Поставка в другом состоянии (нормализованном или закалённом) не допускается из-за риска трещинообразования при транспортировке.
Какие режимы термической обработки применяются для Р6М5Ф2?
Закалка с подогревом до 840–860 C и нагревом до 1210–1230 C, охлаждение в масле или соляной ванне. Отпуск трёхкратный при 540–560 C с выдержкой 1 час. Твёрдость после полного цикла — 63–66 HRC.
Для какого инструмента полоса Р6М5Ф2 не рекомендуется?
Для инструмента малого сечения (диаметр менее 3 мм) и для инструмента, работающего с высокими ударными нагрузками без подогрева заготовки. В этих случаях целесообразно применять стали с более высоким содержанием кобальта или порошковые быстрорежущие стали.
