113. Стали для режущего инструмента.

Стали дня режущего инструмента после закалки и низкого отпуска дол­жны иметь высокую твердость в режущей кромке (ИКС 60-65) значитель­но превышающую твердость обрабатываемого материала; высокую изно­состойкость, необходимую для сохранения размеров и формы режущей кромки при резании; достаточную прочность при некоторой вязкости для предупреждения поломки инструмента в процессе работы и теплостой­кость, когда резание выполняется с повышенной скоростью.

Углеродистые инструментальные стали УК (У8А), УЮ (У10А), УП(УПА), УЩУ12А) и У13 (У13А) вследствие малой устойчивости пере­охлажденного аустенита имеют небольшую прокаливаемость, и поэтому эти стали применяют для инструментов небольших размеров.

Для режущего инструмента (фрезы, зенкеры, сверла спиральные пилы, шаберы, ножовки ручные, напильники, бритвы, острый хирургический ин­струмент и т. д.) обычно применяют заэвтектоидиые стали (У10 и У11, У12 и У13), у которых после термической обработки структура - мартенсит и карбиды. Деревообрабатывающий инструмент, зубила, кернеры, бород­ки, отвертки, топоры и т. п. изготовляют из сталей У7 и У8, имеющих по­сле термической обработки троститную структуру.

Углеродистые стали в исходном (отожженном) состоянии имеют струк­туру зернистого перлита, низкую твердость (НВ 170 — 180) и хороню обра­батываются резанием. Температура закалки углеродистых инструмен­тальных сталей У8 —У12 должна быть 760 —810°С, т. е. несколько выше Ас1, но ниже А(т для того, чтобы в результате закалки стали получали мартенситную структуру и сохраняли мелкое зерно и нерастворенные ча­стицы вторичного цементита. Закалку проводят в воде или водных раство­рах солей. Мелкий инструмент из сталей У10-У12 для уменьшения де­формации охлаждают в горячих средах (ступенчатая закалка).

Отпуск производят при 150-170"С для сохранения высокой твердости (НКС 62-63).

Стали повышенной прокаливаемости (60-80 мм) 9ХС и ХВСГ имеют большую теплостойкость (250—260°С), хорошие режущие свойства и срав­нительно мало деформируются при закалке. Их применяют для инстру­мента большого сечения при закалке в масле или горячих средах (ручные сверла, развертки, плашки и гребенки). Однако сплав 9ХС склонен к обезуглероживанию при нагреве, в отожженном состоянии имеет повышенную твердость (НВ 187-241), что ухудшает его обработку резанием и давле­нием.

Быстрорежущие стали. В отличие от других инструментальных сталей быстрорежущие стали обладают высокой теплостойкостью (красностой­костью), т. е. способностью сохранять мартенситную структуру и соответ­ственно высокую твердость, прочность и износостойкость при повы­шенных температурах, возникающих в режущей кромке при резании с большой скоростью. Эти стали сохраняют мартенситную структуру при нагреве до 600 — 620°С, поэтому применение их позволяет значительно по­высить скорость резания (в 2 — 4 раза) и стойкость инструментов (в 10 — 30 раз) по сравнению со сталями, не обладающими теплостойкостью.

Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей, обеспе­чивающими их теплостойкость, являются в первую очередь вольфрам и его химический аналог — молибден. Сильно повышает теплостойкость (до 645 — 650°С) и твердость после термообработки кобальт и в меньшей степени ванадий.

Быстрорежущие стали относятся к карбидному (ледебуритному) классу. Их фазовый состав в отожженном состоянии представляет собой легиро­ванный феррит и карбиды

Стали повышенной тепло­стойкости применяют и при высоких скоростях резания (40 — 80 м/мин).