Сталі та сплави для деревообробного інструменту

Вуглецеві інструментальні сталі застосовують для інструменту, який працює під невеликим навантаженням на малих швидкостях (ручний різальний інструмент та верстатний).

Леговані сталі призначені для інструментів, що працюють на високопродуктивних верстатах, та інструментів спеціального призначення (пили, ножі, фрези зі вставленими різцями, тощо), це сталі 65ХВ, ХВГ, ХВГС, 9Х5ВФ, 9ХС, Х12М. Інструмент, який інтенсивно нагрівається (різці токарно-котушкових автоматів, ножі високопродуктивних стругальних верстатів тощо), та інструменти для обробки склеєних деталей виготовляються із швидкорізальних сталей Р18.

Литі тверді сплави (стеліти, сормайти) займають проміжне положення між швидкорізальними сталями та твердими сплавами. Стеліти застосовують у вигляді наплавок на різальну частину інструмента автогенним або дуговим зварюванням. Зносостійкість такого інструменту в 2-3 рази вища, ніж інструменту з швидкорізальної сталі.

Стеліт В2К − 32 % Cr, 15 % W, 45 % Co та ін.

В3С − 29 % Cr, 4 % W, 60 % Co та ін.

Зносостійкість дискових пил, наплавлених сормайтом в 4-5 разів вища порівняно з зносостійкістю легованої сталі 85ХФ. Марки сормайтів:

№ 1 − 30 % Cr, 32 % Fe та ін.

№ 2 − 29 % Cr, 81 % Fe та ін.

Вибір марки сталі для дереворізального інструменту залежить від умов роботи.

Пили − 9ХФ, 65ХФ.

Ножі − 9Х5ВФ, 85Х4В4Ф; фрези − Х12Ф, Х6ВФ, Р9; свердла − Х5ВФ, 9ХС, Р9; токарні різці − Х12, Х12Ф, Р9; довбальні інструменти (долота) − 85ХФ, 9ХФ.

Сталі для вимірювального інструменту

Сталі цього призначення повинні мати високу твердість і зносостійкість, зберігати постійність форми і розмірів протягом терміну експлуатації. Крім того, вони повинні мати високу оброблюваність різанням для отримання високого класу чистоти поверхні і незначну деформацію при термічній обробці. Це сталі − марок Х, ХВС, ХВГ, 9ХС, їх твердість після термообробки повинна бути не менше HRC 60-64.

Після термічної обробки в структурі високовуглецевих сталей присутні залишковий аустеніт, що обумовлює їх нестабільність. Для забезпечення високої твердості сталі і стабільності розмірів інструменту в процесі експлуатації проводиться спеціальна термічна обробка. Вона складається з гартування в мастилі. Для інструментів підвищеної точності застосовують додаткову обробку холодом при температурі -80 ºС і тривалістю до 30 год. Низькотемпературний відпуск − старіння при 120-170 ºС. Нагрівання до більш високої температури є недопустимим в зв’язку зі значним зниження твердості і зносостійкості інструменту. Тривалий відпуск запобігає процесам старіння і розпаду мартенситу під час терміну експлуатації інструменту. Для вимірювального інструменту великого розміру і складної геометрії використовують сталі, що азотуються, типу 38ХМЮА.

Штампові сталі

Штампоі сталі поділяють для виготовлення штампів холодного та гарячого деформування − пуансонів, матриць, фільєр, прес-форм, форм для литва під тиском.

Сталі для штампів холодного деформування повинні повинні мати високу твердість і зносостійкість, високу міцність і задовільну в’язкість для роботи при ударних навантаженнях. Ці сталі поділяються на три групи.

До першої групи відносяться сталі для витяжних і вирубних штампів, вони повинні мати високу твердість, зносостійкість. В процесі деформування з великими швидкостями штампи розігріваються до 200-350 ºС, тому вони повинні мати теплостійкість до 400-500 ºС, для того щоб забезпечити опір згинанню і пластичному деформуванню при штампуванні. Це сталі Х, ХВГ, ХВСГ, які після гартування і відпуску при 150-180 ºС мають твердість HRC 60. Такі штампи працюють при помірних ударних навантаженнях. Сталі з підвищеним вмістом 6-12 % Cr − Х6ВФ, Х12, Х12М, Х12Ф1 мають більш високу зносостійкість і глибоку прогартовуваність. Високу твердість забезпечує велика кількість карбіду хрому Cr₇C₃. Підвищений вміст хрому приводить до зростання карбідної неоднорідності. Після термічної обробки сталі мають твердість HRC 61-63.

Другу групу складають сталі для штампів холодного видавлювання, які працюють в умовах великих тисків. Ці сталі повинні мати високий опір деформації і високу міцність. Присутність у структурі залишкового аустеніту є недопустимим. Для його усунення проводять високий відпуск при температурах вище 500 ºС. Хоча із цих сталей виготовляють штампи холодного деформування, вони мають високу теплостійкість, зокрема сталь 6Х4М2ФС.

До третьої групи відносять сталі, з яких виготовляють штампи, що працюють при високих ударних навантаженнях. Це сталі 7Х3, 6Х3ФС, 4ХС, 4ХВ2С підвищеної в’язкості. Гартують їх від температури 840-900 ºС у мастило, відпускають при 240-270 ºС, HRC 50-55.