6.3. Инструментальные стали

Качественные углеродистые инструментальные стали маркируются буквой У (углеродистая) и цифрами, стоящими за буквой и указывающими среднее содержание углерода в десятых долях процента. В высококачественных сталях за цифрами ставится буква А. Наиболее широко применяются марки У10А, У11А, У12А. Например, в марке У12А в среднем содержится 1,2 % углерода. Основной их недостаток – низкая теплостойкость (до 220 ^оС). Область применения – микроразмерные сверла, метчики, плашки. Допускаемые скорости резания – до 15 м/мин.

Инструментальные легированные стали (9ХС, ХВГ, ХВСГ: Х – хром, С – кремний, В – вольфрам, Г – марганец) обладают более высокой теплостойкостью (до 250 ^оС), имеют повышенную прокаливаемость и многостойкость, поэтому их применяют для изготовления длинномерного инструмента сложной формы диаметром (стороной) от 20 до 90 мм (протяжки, летчики, плашки). Допускаемые скорости резания – 18–20 м/мин.

Быстрорежущие стали. В быстрорежущих сталях нормальной производительности (Р18, Р9, Р6МS и др.) буква Р означает «быстрый», а цифры, стоящие за буквой Р, – процентное содержание вольфрама; М – молибден. Они имеют твердость HRC = 62…63, теплостойкость – 600…620 ^оС. Быстрорежущие стали повышенной производительности (Р12Ф3, Р6М5Ф3, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5 и др.) – Ф – ванадий, М – молибден, К – кобальт – имеют твердость HRC = 64…67, теплостойкость – 620–640 ^оС. Область применения – изготовление сверл, зинкеров, разверток, фрез, метчиков, долбяков для обработки конструкционных сталей, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов. Допускаемые скорости резания в 2…4 раза выше по сравнению с инструментом из углеродистых инструментальных сталей.

6.4. Твердые сплавы

Однокарбидные твердые сплавы (ВК) состоят из карбидов вольфрама (WC) и кобальта (СО), таблица 6.2.

Таблица 6.2

Химический состав и область применения сплавов группы ВК

Марка		Химический состав		Область применения
по ГОСТ 3882–74	по ISO 513	WC	Co
ВКЗ, ВКЗ-М ВК6-ОМ ВК6-М ВК6 ВК8 ВК10-ОМ	К 01 К 05 К 10 К 20 К 30 М 30	97 94 94 94 92 90	3 6 6 6 8 10	Для обработки чугунов, цветных металлов, пластмасс, закаленных сталей, нержавеющих, жаропрочных сплавов

Примечание: буква М обозначает мелкозерную структуру, а буквы ОМ – особо мелкозерную структуру (размер зерен карбидов вольфрама – менее одного микрометра).

Чем больше в сплаве карбидов вольфрама, тем более износостойким, но менее прочным является сплав, так как кобальт является связкой и обеспечивает прочность сплава. Поэтому сплав ВК8, предназначен для черновой обработки, а сплав КВ10-ОМ может использоваться как для черновой, так и для чистовой обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе [2].

Двухкарбидные твердые сплавы (ТК) состоят из карбидов вольфрама (WC), карбидов титана (Tic) и связки – кобальта (Co). Карбиды обеспечивают износостойкость, а кобальт – прочность сплавов (табл. 6.3).

Таблица 6.3

Химический состав и область применения сплавов группы ТК

Марка			Химический состав		Область применения
по ГОСТ 3882–74	по ISO 513	WC	TiC	Co
Т30К4 Т15К6 Т14К8 Т5К10	Р01 Р10 Р20 Р30	66 79 78 85	30 15 14 5	4 6 8 10	Для обработки конструкционных сталей в состоянии поставки

Сплав Т30К4 является более износостойким, но менее прочным. Поэтому сталь Т30К4 применяется для чистовой обработки. Сплав Т5К10 является более прочным, но менее износостойким. Поэтому он применяется для черновой обработки.

Трехкарбидные твердые сплавы (ТТК) помимо карбидов вольфрама (Wc) карбидов титана (TiC) содержат карбид тантала (TaC). Карбид тантала повышает вязкость сплавов ТТК.

По ГОСТ 3882–74 существует пять марок сплавов группы ТТК: ТТ7К12 (М40), ТТ8К6 (М10), ТТ10К8-Б (20), ТТ20К9 (Р25) и Т8К7 (К10). Здесь в скобках указаны обозначения марок сплавов по ISO513.

Химический состав, например, для сплава ТТ7К12 – TiC + TaC = 7 %, Co – 12 %, WC – 81 %.

Область применения – грубая обработка сталей и чугунов, прерывистое резание (фрезерование), обработка нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов.