3.2.2 Низьколеговані інструментальні сталі

Для підвищення різальних властивостей інструментальних сталей в їх склад вводять різні елементи (легують) – вольфрам, хром, кремній, марганець та ін. Такі сталі називаються легованими інструментальними. Оскільки вміст легуючих елементів невисокий, їх прийнято називати низьколегованими інструментальними сталями. Інструменти, виготовлені з таких сталей, витримують температури в зоні різання до 280-350°С, а деякі навіть до 400°С. Хімічний склад цих сталей установлюється відповідним стандартом. Наприклад, сталь марки 9ХС містить 0,9 % вуглецю, по 1 % (в середньому) хрому і кремнію.

До складу низьколегованих інструментальних сталей можуть входити такі елементи, як вольфрам, ванадій, марганець. Вміст сірки та фосфору в цих сталях не повинен перевищувати 0,03 %. Такі сталі порівняно з вуглецевими краще загартовуються і менше деформуються під час термооброблення, мають більш високі механічні властивості. Так, сталь марки ХВГ, що містить по 1 % (в середньому) хрому, вольфраму та марганцю, має високу твердість, дуже високу в'язкість, високу міцність. Теплостійкість цієї сталі досягає 400°С, що дає змогу працювати на швидкостях різання в 1,2-1,5 разу вищих, ніж при використанні вуглецевих інструментальних сталей.

Із низьколегованих інструментальних сталей найчастіше виготовляють пуансони для штампування, контрольно-вимірювальні інструменти, протяжки, спеціальні свердла, розвертки та інший різальний інструмент. Такі інструменти непогано працюють при низьких швидкостях різання, проте при їх підвищенні інструменти перегріваються і втрачають різальні властивості. Для роботи з високими швидкостями різання доцільно використовувати швидкорізальні сталі, тверді сплави та інші матеріали.

3.3 Швидкорізальні сталі

3.3.1 Швидкорізальні сталі звичайної продуктивності

До таких сталей належать швидкорізальні сталі марок Р18, Р12, Р9, Р6М3, Р6М5, 10Р6М5, Р6М5Ф3, 11РЗМ3Ф2Б, Р9М4, Р8М4, 10Р8М3, Р3М3Ф3Б2 та ін. Технологічно правильно виконаний режим термооброблення забезпечує твердість НRС 62-64,5, при цьому теплостійкість інструментів становить 615-625°С, а міцність на згин σ_в = 3000...4000 МПа.

Найчастіше застосовується швидкорізальна сталь звичайної продуктивності марки Р6М5, яка майже повністю замінила вольфрамові сталі Р18, Р12, Р9. Сталь Р6М5 використовується в основному для оброблення вуглецевих і низьколегованих сталей твердістю НВ 200-250, чавуну та кольорових металів при швидкостях різання до 40-50 м/хв. За властивостями вона практично не поступається сталям Р18 і Р12.

Крім сталі Р6М5 випускаються вольфрамомолібденові сталі Р9М4, Р8М5, Р6М3 та ін. У розробці швидкорізальних сталей звичайної продуктивності спостерігається тенденція до збільшення вмісту вуглецю від 0,7-0,8 до 0,95-1,1% при збереженні вмісту ванадію в кількості 1,7-2 % (сталі 10Р6М5, 10Р8М3).

Підвищену технологічність має високовуглецева швидкорізальна сталь марки 10Р6М5 такого складу, %: С – 1; W – 5,5; Мо – 5,3; Cr – 4,4; V – 1,6; Со – 0,6; Ті – 0,1; Мg – 0,001; N – 0,033. Завдяки невисокій твердості (НВ 207-217) у відпаленому стані сталь легко піддається обробленню різанням. Сталі 10Р6М5 і 10Р8М3 мають підвищену стійкість проти зношування, вони рекомендуються для різання загартованих конструкційних сталей твердістю НRС > 30.