Сталь Р18 инструментальная быстрорежущая

Химический состав и основные эксплуатационные свойства

Марку Р18 относят инструментальным быстрорежущим сталям.

В состав входят следующие химические элементы:

• C 0,73 — 0,83;
• Si до 0,5;
• Mn до 0,5;
• Ni до 0,4;
• S до 0,03;
• P до 0,03;
• Cr 3,8 — 4,4;
• Mo до 1;
• W 17 — 18,5;
• V 1 — 1,4;
• Co до 0,5;
• Fe ~73.

Набор этих веществ придает этой стали определенные свойства, которые позволяют применять для производства режущего инструмента для станков токарно — фрезерной группы, резьбообразующих, для получения и обработки отверстий. Этим инструментом обрабатывают детали из легированных, углеродистых и конструкционных сталей с пределом прочности до 1000 МПа. Кроме того, таким инструментом можно обрабатывать цветные металлы.

Во время процессов резания инструмент, произведенный из стали Р18, сохраняет свои эксплуатационные параметры при температурах до 600 ºC.

ГОСТ

Производители стали выпускают следующую номенклатуру продукции:

• Прокат разного сечения — ГОСТ 1133-71;
• Полосы разной формы- ГОСТ 4405-75;
• Прутки, в т.ч. калиброванные — ГОСТ 4405-75;
• Профиль ТУ 14-11-245-88.

Перечислена только малая часть ассортимента выпускаемых проката из стали.

Аналоги стали Р18

Среди отечественных сталей, предназначенных для производства инструмента, можно подобрать аналог — Р12. За рубежом выпускают следующие марки:

• США — Т1;
• Германия — HS18-0-1;
• Европейский союз — 1.3355;
• Китай — W18Cr4V.

Быстрорежущая сталь с маркировкой Р18, содержащая в своем составе 18% вольфрама, длительное время применялась для производства большинства режущего инструмента. После прохождения термической обработки ее твёрдость составляла 62 — 65 по HRC и обладает хорошей прочностью. Недостатком этого материала по праву считают карбидную неоднородность, особенно это касается прутков большого диаметра.

Химический состав

Концентрация тех или иных элементов определяет основные свойства стали, а также его область применения. В состав стали Р18 входят следующие элементы:

1. Большая часть состава приходится именно на железо, концентрация которого составляет около 73%.
2. Добавляется небольшое количество хрома. За счет повышения его концентрации до 4% создаваемый инструмент становится более устойчивым к коррозионному воздействию.
3. Особыми элементами, которые увеличивают эксплуатационные характеристики материала, становятся ванадий и молибден (не более 1,4%).
4. Углерод является основным химическим элементом практически всех металлов, в данном случае концентрация составляет 0,8%. Относительно небольшое количество углерода в составе определяет высокую свариваемость. Повышенная твердость достигаются за счет включения в состав других химических элементов.

Химический состав стали Р18 и других быстрорежущих сталей

На другие химические элементы приходится не более 1%. Особое внимание уделяется вредных примесям, повышение концентрации которых приводит к снижению основных эксплуатационных характеристик.

Особенности использования стали Р18 при резании

Использование стали в механической обработке металла позволило увеличить скорость, например, точения в 2 — 4 раза.

Р18 используют для изготовления режущего инструмента, который работает при значительных силовых нагрузках и нагрева режущей кромки.

Резцы, фрезы и сверла изготовленные из этой инструментальной стали обладают стабильными свойствами — это особенно важно при организации гибких автоматизированных производств.

Качество реза, выполняемого резцом из стали марки Р18 обеспечивает наличие в составе таких легирующих компонентов, как вольфрам, кобальт и некоторые другие.

Для заточки инструмента можно использовать обыкновенные наждаки, но для этого необходимо устранить биение кругов.

Расшифровка маркировки стали

Маркируется быстрорез Р18 при использовании определенных стандартов. В рассматриваемом случае расшифровка позволяет определить только содержанием вольфрама, концентрация которого указывается цифровой. Первая буква определяет группу быстрорежущих сталей. Концентрация других химических веществ определяет ГОСТом, не указывается при маркировке сплавов рассматриваемой группы.

Расшифровка маркировки быстрорежущей стали

Особенности термической обработки

Термическая обработка при температуре порядка 1200 — 1300 ºC, с последующим отпуском, вызывает дисперсионное затвердевание. В процессе закаливания большая часть карбида Fe3W3C разлагается и переходит в твердый раствор аустенитного или мартенситного типа. Это приводит к насыщению сплава углеродом, вольфрамом и другими легирующими элементами. Отпуск, который выполняют при температурах в 550 — 560 ºC приводит к повышению твердости до максимальных параметров. Это происходит в следствии выделении карбидов и разложение остатков аустенита.

Инструмент сложной формы, в т.ч. тонколезвийный или работающий в условиях переменной нагрузки, например, на прерывистом точении должен обладать высокой прочностью и вязкостью.

Нагревание под закаливание сталей типа Р18 выполняют при таких температурах и временных паузах, которые обеспечат разложение карбидов и упрочнение аустенита. Это необходимо для получения необходимой теплостойкости.

Тонколезвийный инструмент, с размерами режущей части от 3 до 5 мм температура закаливания должна быть ниже на 10 — 20 ºC от максимальной (1250 ºC).

Высокие температуры, которые необходимы для проведения термической обработки впоследствии могут привести к появлению трещин и излишних напряжений. Для того, чтобы избежать этих неприятностей, подогрев материала выполняют в два этапа. Первый нагрев выполняют при уровне температуре 400 — 500 ºC, второй при 800 — 850 ºC. По достижении окончательной температуры, а это 1200 — 1300 ºC, время нахождения детали в зоне нагрева ограничивают. Допустимое время рассчитывают из соотношения 10 — 15 секунд на 1 мм толщины (диаметра). То есть сверло диаметром 5 мм может находиться при таком режиме порядка 50 — 75 секунд.

Время нахождения заготовки на подогреве может быть удвоено в сравнении с пиковой нагрузкой. То есть, то же сверло будет находиться на подогреве порядка 100 — 150 секунд.

Предварительный и финишный нагрев выполняют в соляной ванне. Она заполняется смесью из:

• 78 % ВаСl2 (хлорид бария);
• 22 % NaCl (натрий хлор).

Для предохранения заготовок от окисления раствор раскисляют с помощью фтористого магния.

Отпуск стали проводят также в несколько этапов. Заготовки выдерживают при температуре 550- 570 ºC, причём необходимо провести два — три сеанса длительностью один час каждый

Особенности

Сталь марки Р6М5 и Р18 применяют не только при изготовлении ножей, но и в производстве кранов, свёрл, промышленных режущих инструментов. Их выделяет способность сохранять твёрдость и остроту при воздействии высоких температур, значительных ударных нагрузках. Такими характеристиками сталь наделает высокое содержание углерода и вольфрама в составе.

Термическая обработка

Для придания ножам из Р18 и Р6М5 повышенной прочности и износостойкости, металл подвергается соответствующей термической обработке. Она проходит в 2 этапа:

1. Закаливание – нагревание до температуры 1200-1300С. Во избежание образования трещин, осуществляется постепенно. Сначала металл нагревают до температуры 400-500С, после – до температуры 800-850С. При максимальном нагреве заготовка подвергается термообработке ограниченное время (на каждый миллиметр толщины 10-15 секунд). Во время закаливания карбид разлагается, сплав насыщается вольфрамом и углеродом.
2. Отпуск – проводят при температуре 550-560С. Осуществляется в 2-3 этапа, каждый длительностью не менее часа. При этом повышаются прочностные характеристики металла.

Нагрев стали проводят в специальных соляных ваннах, которые состоят из хлорида бария (78%) и натрия хлора (22%). Фтористый магний применяют для раскисления раствора.

Производство режущего инструмента

После термической обработки стали начинается производство режущих инструментов. Для этого заготовки, которые предварительно проверяют на соответствие требованиям ГОСТа, направляют на шлифовку. Изделия из стали Р18 легче шлифуются, но и меньший период времени сохраняют остроту. Ножи из сплава Р6М5 возможно заточить только при наличии профессиональных инструментов и навыков, но качество заточки у них значительно лучше. На производстве для шлифовки заготовок из стали Р18 и Р6М5 применяют специализированные станки.

Нож Гриф сталь Р18, рукоять береста.

Использование при резании

Ножи из стали Р18 и Р6М5 являются быстрорезами, они универсальны в применении. Металл отлично показывает себя при нагревании и механических нагрузках. Он не теряет прочности, не деформируется. Производители ножей из данных марок стали проводили эксперименты, в ходе которых успешно справлялись не только с нарезкой различных продуктов питания (мясо, кости, хрящи), но и разрезании древесины, и даже металлических пластин толщиной в несколько миллиметров!

Особенности производства режущего инструмента

Готовый инструмент, например, сверла, в соответствии с требованиями ГОСТ 2034-80 должны обладать твёрдостью на хвостовике 63 — 65 по HRC, а режущая часть должна иметь твердость 63 — 68 HRC.

После того как заготовки, прошли все процедуры термообработки, их отправляют на шлифование. Для этого применяют особо точные шлифовальные специализированные станки, способные обеспечить следующие допуски на сверла повышенной точности (А1, В1) — по h8, для свёрл класса В — h9.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Что лучше – Р6М5 или Р18?

Выбирая хороший нож, вы наверняка увидите модели, выполненные из стали марок Р18 и Р6М5. Решить точно, какой вариант лучше, сложно, так как они обладают схожими характеристиками. Тем не менее, есть ряд отличий, обусловленный составом сплавов. В Р18 содержится 17-18,5% вольфрама, а в Р6М5 – всего 5-6,5%. Карбиды вольфрама делает сплав более стойким к износу, следовательно, продляют срок службы изделий, выполненных из него. Ножи из стали Р18 считаются более долговечными.

Полосы стали Р6М5.

Ещё одно достоинство ножей из сплава Р18 – простота шлифовки. Ножи из такого металла легче поддаются заточке, имеют большую остроту кромки. Лезвие, выполненное из стали Р6М5 долгое время сохраняет остроту, но заточить их самостоятельно, в бытовых условиях, очень сложно.

Чем сверлить быстрорез – сталь Р18

Не исключено, что специалисту по обработке металла придется сверлить быстрорежущую сталь марки Р18. Для этого потребуется сверло, характеристики которого должны превосходить обрабатываемый материал. Быстрорез Р18 – это инструментальная сталь, которая идет на изготовление резцов, сверл, фрез, разверток, протяжек и т. д. С их помощью можно обрабатывать конструкционные стали, имеющие прочность до 1 тыс. МПа. Используемые материалы и инструмент Для нашего практического эксперимента нам понадобится:

• Отрезной токарный резец из стали Р18, изготовленный еще в 1958 году.
• Не новое перовое сверло диаметром 5 мм по керамике и стеклу.
• Настольный сверлильный станок с регулируемыми оборотами шпинделя.
• Наждачный станок для заточки инструментов.
• Штангенциркуль.
• Грубый напильник по металлу.
• Кусок квадратного прутка из стали Р18.
• Резец из стали Р6М5.

Процесс испытания Для эксперимента мы остановились на отрезном резце из стали Р18, который был изготовлен во времена Советского Союза, что является надежной гарантией его высокого качества. Это достаточно прочный материал. Из него, кроме токарных резцов, изготавливаются разнообразные инструменты, которыми производится обработка конструкционных сталей и других металлов. В качестве испытуемого инструмента было выбрано перовое сверло диаметром 5 мм, бывшее в употреблении и, произведенное в Китае, которое обычно используется по металлу, керамике, стеклу и камню.

Чтобы восстановить режущие характеристики этого сверла, слегка подправим его на заточном круге с механическим приводом.

Вставляем сверло в патрон настольного сверлильного станка и надежно зажимаем с помощью ключа. Измеряем для справки с помощью штангенциркуля толщину режущей части отрезного резца. Она оказалась равной 3,5 мм.

Убеждаемся в том, что вертикального хода шпинделя достаточно для осуществления сквозного сверления резца. Для этого необходимо убедиться, что конец сверла достает до плоскости основания и еще имеется некоторый запас хода. Начинаем сверление, время от времени ослабляя давление на инструмент. Это необходимо для его хотя бы частичного охлаждения и очистки от стружки и частиц металла, образуемых при сверлении.

В момент, когда вершина инструмента выходит с противоположной стороны, останавливаем процесс и переворачиваем резец на другую сторону. Ставим сверло по отметке и доводим процесс до конца.

Сквозное отверстие в зоне режущей части отрезного резца из стали Р18 готово! На это мы затратили не более 2-3 минут, не прикладывая особых усилий, без осложнений, причем с одной заточки сверла. Грубый ручной напильник по металлу, конечно, не годится для обработки стали Р18, разве что с его помощью можно снять заусенцы, образовавшиеся в процессе сверления отверстия.

Чтобы проверить полученные результаты, берем квадратный пруток из стали Р18, сверлим его и убеждаемся, что процесс обработки и его итоги остались такими же, ничем не отличаясь от первого раза. Попробуем тем же сверлом без переточки посверлить квадрат, а лучше резец из быстрорежущей стали Р6М5, у которого режущие свойства выше, чем у инструментов из стали Р18, особенно по допустимой рабочей температуре. И с этим материалом сверло справляется неплохо. Удивительно, но обычное дешевое китайское перовое 5-миллиметровое сверло, которое предназначено преимущественно для работы с керамикой и стеклом, легко просверливает не только быстрорежущую инструментальную сталь Р18, но и более прочную – марки Р6М5.

Итоговые выводы Мы полагаем, что с несколько большими затратами времени и усилий, такого же результата можно добиться, используя сверло из той же стали Р18. Тем более, выбирая оптимальные обороты, которые явно должны быть пониже. Также облегчит процесс периодическая смазка сверла, которая будет способствовать лучшей обработке металла и несколько охлаждать инструмент во время сверления. Возможно, понадобиться несколько заточек. Конечно, одно отверстие выполнить несложно. Тут особой щепетильности не требуется, главное, хватило бы настойчивости и терпения. Но когда необходимо просверлить хотя бы десяток отверстий в этом быстрорезе, тогда все недочеты заточки, режима сверления, отсутствие смазки и охлаждения инструмента будут играть определяющую роль. Смотрите видео Источник

Вам может понравиться:

• Качественные кухонные ножи своими руками
• Как просверлить любую быстрорежущую сталь сверлом по кафелю
• «У всех кризис, а у нас красота!» Преображение…
• Рисунки на окнах к Новому году 2020 зубной пастой,…
• Вязаные коврики крючком: интересные модели, схемы и…
• Бюджетный ленточный шлифовальный станок
• Вязаные коврики крючком: интересные модели, схемы и…
• Из всего этого, девушка создала невероятной красоты…
• Красивые и оригинальные новогодние поделки 2018
• Нож из дисковой пилы
• Как еще можно сделать квадратное отверстие
• Сломался Dremel – не беда: его может заменить болгарка