Přehled katalogu rychlořezných ocelí různých jakostí: vlastnosti a použití

Rychlořezné oceli jsou nedílným materiálem v moderních průmyslových a domácích odvětvích. V tomto článku se podrobně podíváme na různé značky tohoto produktu, jejich hlavní vlastnosti a oblasti použití.

rychlořezná ocel – je unikátní materiál s vysokou pevností a odolností proti opotřebení. Díky těmto vlastnostem nachází uplatnění ve strojírenství, dopravě, stavebnictví a dokonce i v domácnostech. Správný výběr značky rozhodne nejen o provedení díla, ale také o jeho životnosti.

V této recenzi se podíváme na desítky různých jakostí rychlořezných ocelí, z nichž každý má svůj vlastní jedinečný soubor vlastností a charakteristik. Podrobně prostudujeme jejich složení, rozebereme strukturu, porovnáme hlavní mechanické vlastnosti a samozřejmě zvážíme možnosti jejich použití.

Účelem tohoto přehledu je poskytnout čtenářům komplexní pochopení různých jakostí rychlořezných ocelí a usnadnit tak proces výběru materiálu pro specifické potřeby.

Katalog rychlořezných ocelí různých jakostí: přehled

Rychlořezné oceli mají vysoké výkonové charakteristiky, které umožňují jejich úspěšné použití pro výrobu celé řady nástrojů. Používají se k výrobě různých typů řezných nástrojů: vrtáky, různé frézy, frézy atd.

Podívejme se na některé druhy rychlořezných ocelí a jejich vlastnosti:

R6M5 — jedna z nejoblíbenějších rychlořezných ocelí. Je odolný vůči vysokým teplotám, což znamená, že jej lze použít při vysokých řezných rychlostech. Tato ocel se často používá ve strojírenství a stavebnictví.

R18 – ocel s vysokou tvrdostí a dobrou odolností proti opotřebení. Nejčastěji se používá při výrobě dlát a vrtáků.

R9 – rychlořezná ocel s nízkým obsahem wolframu. To umožňuje jeho použití při výrobě domácího nářadí a v malých podnicích.

Tento přehled zdůrazňuje důležitost výběru konkrétní třídy rychlořezné oceli na základě specifického výrobního procesu.

Vlastnosti rychlořezných ocelí

Mezi výhody rychlořezných ocelí patří:

• Vysoká úroveň odolnosti – rychlořezná ocel je schopna odolat vysokému zatížení a teplotám při zachování pevnosti a tvrdosti.
• Výborná zpracovatelnost — díky svým jedinečným vlastnostem se tento druh oceli snadno zpracovává na různých typech strojů.
• Trvanlivost – nástroje vyrobené z rychlořezné oceli vydrží dlouhou dobu bez znatelného opotřebení.

Mezi hlavní aplikace rychlořezných ocelí patří výroba různých řezných nástrojů jako jsou vrtáky, šneky, frézy, frézy a mnoho dalších. Tato ocel je ideální pro práci s různými materiály, od měkkého dřeva po tvrdé kovy.

Vysokorychlostní řezné materiály mohou být náchylné ke korozi, proto je důležité při jejich používání dodržovat určitá opatření, včetně pravidelného mazání a čištění od třísek a prachu.

Druhy rychlořezných ocelí

Rychlořezné oceli se vyznačují vysokou tvrdostí a schopností ji udržet při vysokých teplotách. V závislosti na složení a vlastnostech se rychlořezné oceli dělí do několika hlavních typů:

1. Uhlíkové konstrukční oceli.

Jedná se o nejjednodušší typ rychlořezné oceli. Mají nízký obsah uhlíku, ale snadněji se brousí než jiné druhy oceli a zachovávají si své vlastnosti při nízkých teplotách.

2. Chromové a chrom-vanadové oceli.

Mají zvýšenou pevnost a tuhost, což z nich dělá ideální materiál pro výrobu čerpadel, sedel, hřídelí a dalších strojních součástí.

3. Wolframové a molybdenové rychlořezné oceli.

Wolframové a molybdenové rychlořezné oceli (Char) mají rychlost lomu, která je výrazně vyšší než u dříve používaných uhlíkových ocelí, což jim dává výrazně lepší výkonové charakteristiky.

4. Vysoce legované oceli.

Tento typ oceli se vyznačuje přítomností velkého počtu dalších prvků ve svém složení, které mohou výrazně zlepšit výkonnostní charakteristiky nástroje. Mohou obsahovat prvky jako nikl, wolfram, chrom, molybden, vanad atd.

Správný výběr typu rychlořezné oceli má rozhodující význam pro účinnost nástroje a kvalitu obrobené plochy. To umožňuje výrazně snížit náklady na nákup a servis zařízení, jakož i snížit spotřebu materiálu a čas na dokončení úkolu.

Specifika výroby rychlořezné oceli

Proces výroby rychlořezných ocelí je poměrně složitý a technologický. Zde jsou jeho hlavní fáze:

1. Příprava surovin. Proces začíná přípravou surovin, které typicky obsahují chemické prvky jako uhlík, chrom, wolfram, vanad, molybden a kobalt.
2. Pojistka. Surovina se taví v pánvi pomocí elektrické obloukové nebo indukční pece. Chemické složení oceli je během procesu tavení pečlivě kontrolováno.
3. Casting. Po roztavení se ocel odlévá z pánve do forem ke ztuhnutí. Může být litý nebo kontinuální, v závislosti na konečném použití.
4. Válcování a kování za tepla. V této fázi se tvoří konečná podoba produktu.
5. Tepelné zpracování. Výrobek prochází procesem kalení a popouštění pro dosažení požadovaných mechanických vlastností.
6. Finální zpracování. Zde produkt získává svůj konečný vzhled a rozměry.

Je také důležité poznamenat, že výroba rychlořezných ocelí vyžaduje přísnou kontrolu teploty a rychlosti ochlazování ve všech fázích procesu pro dosažení požadovaných fyzikálních vlastností.

Druhy jakostí rychlořezných ocelí a jejich vlastnosti

ocel	popis	přihláška
R6M5	Jedná se o vysoce legovanou ocel obsahující kobalt a wolfram. Vyznačuje se vysokou pevností a tvrdostí.	Používá se k výrobě řezných nástrojů a zápustek.
R18	Vysokouhlíková ocel, patří mezi středně tvrdé oceli. Díky své relativně nízké ceně je široce používán v průmyslu.	Používá se při výrobě dlabacích nástrojů, lisovacích zařízení a dlát.
VR5	Wolfram-vanadiová ocel. Má vysokou tvrdost a dobrou odolnost proti korozi.	Používá se při výrobě řezných a měřicích nástrojů.
R2	Nízkokvalitní ocel určená pro výrobu obecných malých řezných nástrojů. Relativně měkký, ale odolný vůči korozi.	Používá se při výrobě různých nástrojů pro zpracování kovu, dřeva a plastu.

Každá jednotlivá třída rychlořezné oceli má své vlastní vlastnosti a speciální aplikace, proto je důležité vědět, jakou ocel v dané aplikaci použít.

Druhy oceli a jejich označení

Kategorie oceli jsou označeny následujícími písmeny:

• У – uhlíkové oceli;
• А – automatická ocel;
• Ш – konstrukční oceli;
• С – vysoce kvalitní konstrukční oceli;
• К – korozivzdorné oceli;
• Х – nástrojové oceli.

Číselný blok představuje procento uhlíku v oceli. Číslo 45 v označení 45X tedy udává, že procento uhlíku ve složení této třídy oceli je 0.45 %.

Je však třeba poznamenat, že určité třídy oceli mohou obsahovat další písmena za číselným blokem, což znamená přítomnost dalších prvků ve složení. Například, Х 45X znamená přítomnost chrómu a G v U8G – mangan.

Pochopení systému označování je klíčem k výběru správné oceli, protože každá třída má své vlastní jedinečné vlastnosti a aplikace.

Charakteristika různých jakostí rychlořezných ocelí

R6M5

R6M5 – je rychlořezná ocel, která má vysokou tvrdost a dobrou odolnost proti otěru, díky čemuž je ideální pro výrobu vysoce kvalitních nástrojů. Díky vysokému obsahu wolframu a molybdenu lze tuto ocel používat při velmi vysokých teplotách bez ztráty svých vlastností.

R18

R18 — rychlořezná ocel s vysokým obsahem tvrdých karbidů. Vyznačuje se vysokou tvrdostí, odolností proti opotřebení a dobrou tepelnou stabilitou. Tato třída oceli se nejčastěji používá pro výrobu řezných nástrojů pracujících při vysokých rychlostech.

R9

ocel R9 Vyznačuje se vynikající rovnováhou mezi tvrdostí a pružností, což z něj umožňuje vytvářet nástroje, které zvládnou velké zatížení. Tato ocel má nízkou únavovou pevnost, což zajišťuje dlouhou životnost nástroje z ní vyrobeného.

Je třeba poznamenat, že výběr konkrétní třídy rychlořezné oceli do značné míry závisí na konkrétním úkolu a podmínkách její aplikace. Pouze profesionální přístup k problému pomůže zohlednit všechny faktory.

Rychlořezná ocel je legovaný (obsahující nečistoty) materiál. Hlavní funkce kovu je zřejmá z jeho názvu. V tomto článku prozkoumáme hlavní charakteristiky, vlastnosti, třídy a principy značení nástrojových ocelí.

Obecný popis

Speciální slitina pro rychlořezné oceli obsahuje uhlík, chrom, wolfram, molybden, vanad, kobalt a další nečistoty v různém procentuálním množství v závislosti na jakosti. Díky své struktuře dobře odolává teplotním vlivům (slitina). Proto je rychlořezná ocel klasifikována jako instrumentální.

Potřeba získat takový kov byla obzvláště akutní v polovině 5. století. Dosavadní frézy z obyčejné oceli už nebyly tak dobré ve zpracování dřeva a kovových materiálů: rychle se opotřebovávaly, při vysokých teplotách ztrácely tvar a snesly pouze rychlost 1958 m/min. V roce 40 začali angličtí řemeslníci s experimenty a zkouškami. Dlouho očekávaného úspěchu bylo dosaženo v Americe o XNUMX let později. Za vynález rychlořezné oceli vděčíme inženýrům Taylorovi a Wattovi.

První rychlořezná ocel se stala základem pro jakost P18. Jeho maximální rychlost dosahovala 18 m/min. Další experimenty dalších chemiků vedly k vytvoření ultrarychlořezné oceli s řeznou rychlostí 35 m/min.

Všechny vedly k sedminásobnému zvýšení produktivity stroje ve srovnání s výše popsanými anglickými verzemi.

Vlastnosti a vlastnosti

Rychlořezná ocel je součástí GOST a má mnoho výhod. Výrobci na ně spoléhají při výběru konkrétní slitiny pro implementaci do systémů se zvýšenou produktivitou.

Existuje řada faktorů, které lze přičíst pozoruhodným vlastnostem vysokorychlostních řezacích strojů.

• Tvrdost. Jeho uchování má většinou význam jen v případech silného zahřátí, říká se mu také „tvrdost za tepla“. Teplo vzniká třením mezi nástrojem a jiným povrchem při vysoké rychlosti. Jiné druhy oceli v podobné situaci procházejí popouštěním, stávají se plastičtějšími a nefunkčními. Rychlořezná ocel vydrží teploty až 600 stupňů Celsia, zatímco běžná ocel vydrží pouze 200 stupňů.

• Vysoká stálost v červené barvě (nebo tepelná odolnost). Toto je důležitý ukazatel, který charakterizuje časové období, kdy slitina v zahřátém stavu nemění své původní vlastnosti.

• Odolnost vůči destruktivním procesům. Zahřívání slitiny nebylo to jediné, o co se chemici při jejím vytváření zajímali. Materiál, ze kterého byl vyroben nástroj, který opakovaně opracovával povrchy různých typů, musel být obzvláště odolný a v důsledku toho mít dlouhou životnost.

Rychlořezná ocel kombinuje tyto vlastnosti: je odolná, nedrolí se ani neláme.

druhy

V závislosti na nečistotách obsažených ve slitině existuje několik hlavních typů rychlořezné oceli.

Patří sem: P18, P9, P6M5, dále oceli s vyšším obsahem vanadu a kobaltu: P12FZ, P6M5FZ, P18K5F2, P9K5, P6M5K5, P9M4K8 a další.

Poslední skupina se nazývá vysoce legované konstrukční, slitiny z ní jsou klasifikovány jako nerezové a vylepšené. Z tepelně odolných a vysokopevnostních můžeme vyzdvihnout R6M5, R18K5F2, R6M5K5, R12F4K5, R6M5F3, R9M4K8.

značkování

Sovětské a moderní třídy oceli zahrnují speciální označení pro třídy rychlořezné oceli. Jejich dekódování je celkem jednoduché. Každému označení slitiny předchází písmeno „R“ (z anglického slova „rapid“). Následující číslo udává obsah wolframu (písmeno „B“ není uvedeno) jako procento z celkové hmotnosti. Potom písmena „M“, „F“ a „K“ označují množství molybdenu, vanadu a kobaltu. Nástroje z rychlořezné oceli zahraniční výroby jsou obvykle označeny zkratkou HSS (High Speed ​​​​Steel) a také HSSE (kobaltová ocel).

Některé prvky, které tvoří kov, však nemusí být při značení označeny. Typicky se jedná buď o uhlík, jehož obsah se pohybuje od 0,7 do 1,5 %, nebo o chrom, od 3 do 4,4 %.

Сферы применения

Slitina má širokou škálu aplikací. V závislosti na značce, jejích vlastnostech, složení a účelu se rychlořezná ocel používá v různých oblastech výroby.

Hlavně:

• řezné a vrtací nástroje, řezací frézy, frézy a závitníky;
• výroba snímatelných břitů;
• části strojů na zpracování kovů;
• nástroje pro konečnou úpravu kovových výrobků, které se obtížně ručně zpracovávají.

Podívejme se na několik populárních značek a jejich aplikací.

• R6M5. Slitina se používá při výrobě některých závitořezných a jednoduše řezných nástrojů. Osvědčila se také jako cenově výhodný typ oceli s dobrou tepelnou odolností.

• R6M5K5. Složitější sloučenina, zahrnující kromě molybdenu, jako předchozí slitina, kobalt, díky kterému je slitina pevnější. Nástroje vyrobené z tohoto materiálu se snadno leští a jsou navrženy pro dlouhou životnost.

• R18. Používá se jako materiál pro zpracování konstrukční oceli a zachovává si řezné vlastnosti při maximálních teplotách. Toto není rozpočtová možnost, ale jeho analogem je slitina P9.

• R12. Velmi podobný předchozí verzi, ale obsahuje méně karbidů, z tohoto důvodu je plastičtější. Nástroje se z něj vyrábějí pomocí plastické deformace. Všechny mají řezný účel.

• 9K5. Legovaná ocel tohoto typu je stejně jako P18 nezbytná pro zpracování jiných, složitějších kovů. Mezi nimi: nerezová ocel, žáruvzdorná ocel, vysoce pevné slitiny a další. Ve srovnání s R6M5 vydrží R9K5 3x déle.

Zpracování

Další akce se provádějí pomocí vysokých teplot. V důsledku toho se mění struktura materiálu. To se děje s cílem změnit vlastnosti kovu, jeho fyzikální a mechanické vlastnosti.

Žíhání

Rychlořezná ocel po průchodu fázemi válcování a kování má vnitřní pnutí a výrazně ztvrdne. Z tohoto důvodu je třeba kov žíhat. Proces je zaměřen na uvolnění vnitřního pnutí, činí kov poddajnějším při zpracování a připraveným na kalení.

Žíhání se provádí při teplotách od 850 do 900 stupňů Celsia. Vyšší teploty spolu s nesprávným držením ocel naopak ztvrdnou. Slitina rychlořezné oceli se vyznačuje slabou schopností vést teplo, takže k ohřevu dochází tak, že teplota kovu roste pomalu a rovnoměrně.

Ve strojírenských závodech procházejí polotovary izotermickým žíháním. Během krátké doby se zahřejí na 900 stupňů a poté se přesunou na 2-3 hodiny do pece, kde teplota 720-730 stupňů Celsia uvede materiál do konečného stavu. Vnitřní pnutí, která se objevují po tepelném zpracování, jsou odstraněna ochlazením v pecích na teplotu 400-450 stupňů a poté ponechána na vzduchu.

Žíhání, které probíhá ručně v peci, zahrnuje počáteční teploty 200-300 stupňů, které se postupně každou hodinu zvyšují o 150-200 stupňů. Proces také končí ochlazením, nejprve v troubě na 650 stupňů a poté při pokojové teplotě. Jedinou významnou nevýhodou této metody je rychlost: vyžaduje více času.

Výrobky budou také vyžadovat následné mechanické zpracování, kalení a popouštění.

Kalení

Ke kalení dochází při teplotách nad 1300 stupňů Celsia. Pro úspěšné dokončení procesu je kov několikrát temperován na 550-560 stupňů.

Po ochlazení je výstupem vysoce legovaný martenzit, obsahující wolfram, vanad a chrom několikanásobně více než původní slitina. Tato struktura (martenzit) pomáhá vytvářet oceli, které vydrží extrémní teploty (600 stupňů).

Takto vysoké hodnoty červené tvrdosti jsou možné pouze při kalení při velmi vysokých teplotách. Je důležité zajistit, aby celý proces probíhal správně – v nejhorším případě, jak se indikátory zvyšují, ocel se začne tavit.

Dovolená

Kalení je vždy ukončeno popouštěním. V závislosti na cílech je proces charakterizován různými časovými intervaly ve fázích a rychlostí snižování teploty. Podle těchto ukazatelů se dovolená dělí na: nízkou, střední a vysokou.

Čím nižší je temperování, tím nižší je teplota ochlazovaného kovu. Za „vylepšenou“ ocel se považuje ta, která prošla správným vysokým popouštěním.

Požadované teploty: 550-560 stupňů (to je téměř trojnásobek nízké teploty), doprovázejte etapy s intervaly 1 hodiny. V tomto případě probíhají uvnitř slitiny dva procesy.

1. Zahřívání a temperování podporuje uvolňování karbidu v drcené formě. Struktura rychle dosáhne martenzitu.
2. Chlazení pomáhá uvolnit vnitřní napětí.

Moderní výroba je nucena tento typ nahradit zrychleným způsobem temperování, ke kterému dochází při vyšších teplotách.

Zlepšení

Všechny výše uvedené způsoby zpevnění slitiny často nestačí k tomu, aby byla ocel považována za vhodnou. Zlepšení zahrnuje externí zpracování hotové součásti. Musí být předem nabroušen, nabroušen a podle potřeby vytvrzen.

Existuje několik způsobů, zde jsou některé z nich.

1. Nitridace. Díl je umístěn v plynném prostředí (80 % dusíku a 20 % amoniaku nebo 100 % amoniaku). Trvá 10 až 40 minut při 550-6600 stupních. Metoda je zaměřena na zpevnění horních vrstev.
2. Kyanidace. Znamená nasycení uhlíkem a dusíkem. Díly jsou ponořeny do taveniny (kyanid sodný). Tloušťka vrstvy závisí na časovém intervalu a teplotě procedury.
3. Sulfidace. Přibližně stejným způsobem jsou díly umístěny do tekuté taveniny (sulfid a síra). Délka: 45 minut – 3 hodiny. Teploty: 450-5600 stupňů Celsia.