Материал hss что это?

HSS-стали — особенности, марки, обозначения, расшифровка

Аббревиатурой HSS, составленной из начальных букв английских слов High Speed Steel, обозначается целая группа сталей, относящихся к категории быстрорежущих. Из сталей данного типа изготавливаются фрезы, метчики, плашки для нарезания резьбы. Значительно реже такой материал применяют для производства ножовочных полотен и ножей.

Сплавы категории HSS относятся к высокоуглеродистым сталям, в отдельных марках которых может содержаться значительное количество вольфрама. Твердость инструмента, изготовленного из сталей данного типа, может находиться в интервале 62–64 единицы по шкале HRC.

Концевая фреза, изготовленная из стали HSS-Co8 способна обрабатывать материал с пределом прочности до 1100Н/мм 2

Инструменты из сталей HSS, если сравнивать их с твердосплавными, отличаются более доступной стоимостью и более высокой прочностью, что позволяет успешно применять их для прерывистого резания. Между тем выполнять обработку с их помощью допускается на более низких скоростях резания, если сравнивать с твердосплавными сверлами.

Состав быстрорежущих сталей, которые зарубежные производители называют сплавами категории HSS, постоянно совершенствовался. Так, с конца XIX века в такие стали начали добавлять значительное количество вольфрама (до 18%), а с 1912 года в данных сплавах стал появляться кобальт. И только в 1930 году в состав HSS-сталей включили молибден.

Основные характеристики и марки

В зависимости от своего состава HSS-стали делятся на три категории:

  • с повышенным содержанием вольфрама (Т);
  • молибденовые (М);
  • высоколегированной группы.

Химический состав вольфрамовых HSS сталей

Из-за дороговизны и нехватки вольфрама стали с его повышенным содержанием в наше время применяются достаточно редко. Наиболее распространенными сталями данной группы являются сплав общего назначения Т1 и содержащий ванадий и кобальт стальной сплав Т15. Последний используется, в частности, для изготовления изделий, которые должны отличаться высокой устойчивостью к износу и высоким температурам.

Химический состав молибденовых HSS сталей

Более распространены стали HSS молибденовой группы, в которых также могут содержаться вольфрам и кобальт. Быстрорежущие стали молибденовой группы, в составе которых присутствует значительное количество ванадия и углерода, устойчивы к абразивному изнашиванию. Для изготовления изделий, которые должны сохранять высокую твердость даже при высоких температурах, применяют молибденовые стальные сплавы, начиная от марки М41. В производстве инструментов, эксплуатируемых в холодных условиях и обладающих высокой ударной вязкостью, также используют стальные сплавы молибденовой группы, подвергая их специальной термической обработке.

Химический состав высоколегированных HSS сталей

Выбирая инструменты из HSS-сталей молибденовой группы, следует учитывать характеристики отдельных марок таких стальных сплавов.

Из стали данной марки изготавливают HSS-сверла широкого применения. Сверла HSS из сплава марки М1 отличаются большей гибкостью и меньшей восприимчивостью к ударным нагрузкам, но уровень их красностойкости меньше, чем у инструментов, выполненных из стали М2.

Это наиболее распространенный материал, из которого изготавливают инструменты различного назначения. Изделия из HSS-стали данной марки, используемые для выполнения высокопроизводительных машинных работ, отличаются высокой красностойкостью, параметры их режущих кромок сохраняются дольше, чем у инструментов из быстрорежущих сталей других марок.

Данный сплав используется для производства мощных сверл, от которых требуется не только высокая гибкость, но и исключительная надежность. С помощью сверл по металлу HSS, изготовленных из сплава данной марки, выполняют отверстия в твердом и толстолистовом материале.

Это материал, используемый для изготовления сверл, работающих в комплекте с портативным оборудованием. В данных условиях поломка инструмента по причине его значительного изгиба является достаточно актуальной проблемой. Сверло HSS из стального сплава М50 не обладает такой красностойкостью, как инструменты из быстрорежущих сталей других марок.

Данный сплав, который также обозначается как HSSE, за счет повышенного содержания кобальта отличается более высокой красностойкостью, чем быстрорежущая сталь марки М2. Между тем повышенное содержание данного элемента в составе стали HSSE снижает ее устойчивость к ударным нагрузкам.

Это сталь, в составе которой содержится максимальное количество кобальта, поэтому ее часто называют Super Cobalt. Инструменты из HSS-стали данной марки отличаются не только высокой красностойкостью, но и исключительной устойчивостью к истиранию. Благодаря таким характеристикам сталь данной марки успешно используется для производства инструментов, при помощи которых необходимо выполнять обработку вязких и сложных материалов.

Содержание вольфрама в составе HSS-сталей позволяет наделить изделия, которые из них изготовлены, красностойкостью.

Заключается это качество в том, что режущая кромка инструмента сохраняет свою твердость даже при температуре красного каления – 530°. Еще более высокой красностойкостью (а также повышенной износостойкостью) обладают быстрорежущие стальные сплавы, в химическом составе которых содержится кобальт (HSS Co). Режущие кромки сверл HSS категории Co способны сохранять свою твердость при более высоких температурах.

Условные обозначения

Расшифровка химического состава сталей, относящихся к категории HSS, затруднена, так как в их обозначении не содержится никаких подробных данных. Как правило, в каталогах на инструмент, изготовленный из сталей данной категории, есть информация о материалах, для обработки которых его можно использовать. Чтобы относительно точно определить химический состав HSS-сталей, необходимо использовать специальное оборудование или решать этот вопрос опытным путем.

Скорее всего, это немецкий аналог быстрорежущей стали HSS М2

Лучше разбираться в характеристиках и материале изготовления инструмента, на который нанесена маркировка HSS, помогает знание следующих данных.

К такой аббревиатуре часто добавляется буква R. Это сверла, отличающиеся наименьшей стойкостью. Они проходят роликовую прокатку и термическую обработку.

Это обозначение наносится на сверла, режущая часть которых подвергается шлифовке при помощи боразона (CBN). Инструменты HSS G являются наиболее распространенными, их отличает повышенная стойкость. Кроме того, сверло по металлу, на которое нанесено такое обозначение, создает наименьшее биение при выполнении обработки с его помощью.

HSS c литерой E

Это обозначение указывает на то, что в составе материала изготовления изделия содержится кобальт. Инструмент с обозначением HSSE оптимально походит для обработки сложных материалов, а также материалов, отличающихся высокой вязкостью. Как уже говорилось выше, аналогом обозначения HSSE является маркировка М35. Существуют и международные аналоги обозначения HSSE (HSS-Co5 и HSS-Co8), по которым можно точно определить, какое количество кобальта содержится в стальном сплаве.

Сталь этой марки чрезвычайно трудно режется болгаркой

Данное обозначение указывает на то, что на поверхность инструмента нанесено напыление из нитрида титана. За счет этого повышается как твердость поверхностного слоя изделия (приблизительно на 2300 HV), так и его термостойкость (до 600°).

На поверхность инструмента с таким обозначением нанесено напыление из нитрида титана, легированного алюминием. Твердость поверхностного слоя такого сверла благодаря этому покрытию повышается примерно на 3000 HV, а термическая стойкость – на 900°.

Изделия с таким обозначением можно использовать для обработки нержавеющей стали. На их поверхность меньше налипает стружка, поэтому они реже ломаются и обеспечивают высокое качество обработки.

Нередко можно встретить инструменты с обозначением HSS 4241, которые используются преимущественно для обработки изделий из древесины, пластика и алюминия. Что касается обозначения Super HSS, то каждый производитель вкладывает в него свои представления о качестве инструмента.

На видео показан тест ножа из стали марки HSS W18.

Что такое HSS сталь? Виды и аналоги HSS.

HSS (High Speed Steel) – обозначает группу быстрорежущих сталей, переводится как сталь для работы на больших скоростях. HSS сталь используется для производства большого спектра различного металлорежущего инструмента. Сюда входят сверла спиральные, корончатые, ступенчатые, фрезы, зенкеры, метчики, плашки, ножи и пильные полотна.

Быстрорежущую сталь изготавливают классическим способом – путем разливки стали в слитки, затем производится прокатка и проковка, а также методом порошковой металлургии – здесь происходит распыление струи жидкой стали азотом. HSS стали считаются высокоуглеродистыми, как правило, инструменты из HSS-стали имеют твердость 62-64 HRC. Основным плюсом в сравнении с твердосплавными инструментами является прочность и более низкая цена инструментов. HSS сталь отлично показывает себя при прерывистом резании, ограничением использования HSS могут быть низкие скорости резания по сравнению с твердосплавами.

Характеристики HSS сталей

HSS стали подразделяются на три основные группы:

  • Вольфрамовые (Т);
  • Молибденовые (М);
  • Высоколегированные быстрорежущие стали.

Стали вольфрамовой группы сейчас практически не используются из-за высокой цены вольфрама и его дефицита. Наиболее применяемые являются стали общего назначения Т1 и сталь с ванадием и кобальтом T15. Т15 используется для инструментов, применяемых при высоких температурах и повышенном износе.

В Сталях молибденовой группы главным легирующим элементом является молибден, но некоторые из них могут содержать равное или даже большее количество вольфрама и кобальта. Стали с высоким содержанием ванадия и углерода очень стойкие к абразивному износу. Тип сталей от М41 отличается высокой твердостью при работе на высоких температурах или применяется такой термин — красностойкостью. Молибденовые стали используются также при производстве инструментов, применяющихся в «холодных» уловиях — накатных плашек, вырезных штампов. В таких случаях HSS стали закаляют до более низких температур чтобы увеличить ударной вязкость.

Таблица общих химических составов HSS сталей. Российские аналоги.

Инструмент с содержанием вольфрама (W), будет обладает очень полезными режущими свойствами и таким качеством как красностойкостью. Это позволяет инструментам сохранять острую твердость и острую режущую кромку при температурах красного каления (до 530°С). Еще больше увеличивает красностойкость и износостойкость- Кобальт (К).

M1. Используется для производства сверл, различного диапазона применения. Сталь М1 обладает меньшей красностойкостью, чем сталь М2, но наименее восприимчива к ударам, является более гибкой.

M2. Самый распространенный материал для производства инструментов из HSS сталей. М2 долго сохраняет свою режущую кромку и обладает хорошей красностойкостью, в отличии от других HSS сталей с меньшим содержанием вольфрама. Применяется обычно для изготовления инструментов при высокопроизводительных машинных работах, например в сверлильных станках.

M7. Используется для сверл тяжелой конструкции при сверления твердого листового металла. Такая HSS сталь применяется там, где необходима гибкость и увеличенный срок службы.

M50. Используется для изготовления сверл, которые применяются при сверлении на портативном оборудовании. Не имеет такой красностойкости как остальные HSS стали с содержанием вольфрама

Читайте также  Какой материал лучше для перегородок в квартире?

M35. Сталь М35 имеет более высокую красностойкость по отношению к М2. При этом кобальт несколько снижает стойкость к ударным нагрузкам.

M42. Сталь М42 «Super Cobalt» имеет превосходную стойкость к истиранию и высокую красностойкость. Используется при работах по вязким и сложным материалам.

Условные обозначения

Обозначение иностранных производителей не полностью раскрывает химический состав HSS стали, из которой изготовлены изделия. Тому или иному инструменту отводится определенная задача, которая описывается в каталоге. Другие детали можно выяснить определив химический состав, это можно сделать с помощью портативного анализатора металлов или же провести тестирование изделий опытным путем. Такая маркировка конечно может быть удобна недобросовестному производителю, который может указать на сверле HSS сталь, но она не будет отвечать необходимым требованиям. Ниже приведем основные маркировки, которые характеризуют материал, из которого изготовлен инструмент и область его применения.

HSS-R (или просто HSS) — обозначение на изделиях, которые прошли роликовую прокатку и термическую обработку. Такие изделия имеют наименьшую стойкость.

HSS-G — обозначение на изделиях, которые изготовлены из HSS сталей, режущая часть отшлифована CBN (кубическим нитридом бора). Изделия обладают повышенной стойкостью и меньшим радиальным биением. Инструменты HSS-G – наиболее распространены, они применяются для решения стандартных задач.

HSS-E – в изделия из HSS стали типа М35 добавляется кобальт. Используется при работах по вязким и сложным материалам. Еще встречается такая маркировка как HSS Co 5 и HSS Co 8, которае указывают содержание кобальта 5 и 8%

HSS-G TiN – такая маркировка указывает на напыление нитрида титана. Такое покрытие позволяет повысить поверхностную твердость приблизителньо на 2300 HV и термостойкость до 600°С.

HSS-G TiAlN — поверхность изделий с напылением титан-алюминий-нитрида. Такое покрытие позволяет повысить поверхностную твердость приблизителньо на 3000 HV и термостойкость до 900°С.

HSS-E VAP — VAP-используется для обработки нержавеющих сталей (V2A и V4A). Получается путем «выпаривания» оксидного неметаллического слоя. Таким образом снижается налипание стружки заготовки на поверхности инструмента, которое может привести к поломке изделия. В результате улучшается качество поверхности и благодаря VAP улучшается адгезия СОЖ с поверхностью инструмента.

Виды HSS-стали и сферы ее применения

  1. Общее описание
  2. Характеристики
  3. Виды
  4. Условные обозначения и аналоги
  5. Применение
  6. Обработка
  7. Улучшение

В настоящее время существует множество различных видов стали. Есть такие металлы, которые входят в отдельную группу HSS. Подобные материалы обычно задействуются для создания разнообразных металлорежущих инструментов. В этой статье расскажем о существующих подвидах HSS-сталей, а также разберемся в сферах их применения.

Общее описание

HSS является обозначением целой группы металлов быстрой резки. Рассматриваемый сплав активно используется во многих производствах, является востребованным. Расшифровка указанной группы материалов – High Speed Steel, что означает в переводе «сталь для работы на высоких скоростях».

Быстрорежущую сталь сегодня производят традиционными методами – посредством залива сплава в слитки. После этого осуществляется прокат подобных заготовок и их проковка. Кроме того, HSS-материалы изготавливаются методом порошковой металлургии. В данном варианте осуществляется распыление стальных струй с азотом.

Рассматриваемые категории металлов относятся к группе высокоуглеродистых. В основном качественный инструментарий, произведенный из HSS-сплава, характеризуется уровнем твердости, который равняется 62-64 HRc. Главное достоинство в сравнении с большинством инструментов твердосплавного вида заключается в неплохих характеристиках прочности, а также более доступной стоимости готовых инструментов высокого качества. Рассматриваемый тип стали замечательно демонстрирует свои характеристики в условиях прерывистой резки.

Сталь, входящая в группу HSS, является высокоуглеродистой. Она характеризуется повышенным содержанием такого химического элемента, как углерод. Некоторые марки такого металла также имеют в своем составе вольфрам в тех или иных пропорциях.

Ограничивать применение HSS может только слишком низкая скорость резания, если сравнивать ее с твердосплавами.

Сегодня из рассматриваемого материала производят множество изделий, среди которых встречаются очень хорошие сверла. Узнаем на примере таких продуктов, чем они первоочередно отличаются от аналогов из твердых сплавов.

Сталь типа HSS возможно получить посредством внесения в углеродистую сталь таких химических элементов, как вольфрам, хром, молибден и так далее. Сырье современных HSS-сверл характеризуется повышенными прочностными характеристиками.

Сплав твердого типа является материалом композитной категории. Он производится в соответствии с порошковой техникой. Структура рассматриваемых металлов складывается из частичек, отличающихся микронными размерами. Главный компонент твердосплавных сплавов – это вольфрамовый карбид. В составе материалов имеются и вспомогательные элементы, такие как карбид титана или тантала.

Современные твердосплавные изделия стоят дороже, нежели экземпляры из HSS-стали, поскольку сама техника их производства оказывается более сложной и затратной.

Характеристики

Обозначим общие характеристики современных металлов, входящих в группу HSS.

Для рассматриваемого сырья характерной является горячая твердость при условии прогрева до 500-600 градусов Цельсия. Современные металлы быстрорежущего типа могут легко сохранять повышенные показатели твердости даже при условии очень сильных перегревов режущей кромки.

Для рассматриваемой стали характерна красностойкость до 4-х часов. Подобная отличительная черта металла свидетельствует о том, что он может в течение 4-х часов выдерживать воздействие повышенных температурных значений, сохраняя на этом фоне нормальную степень жесткости. Кобальт, хром, молибден и вольфрам, а вместе с тем и ванадий, имеющиеся в составе сплавов HSS, способствуют тому, что режущие кромки могут перенести длительный нагрев, достигающий 600 или даже 650 градусов Цельсия.

Материал характеризуется эффективным сопротивлением разрушениям. Современные быстрорежущие разновидности сталей являются стойкими к хрупким видам разрушений режущей кромки. Сверла и прочие продукты из HSS-сплавов могут беспроблемно выдерживать очень большие усилия при резании, а также высокие подачи и внушительные глубины резки.

Существует 3 основных подвида рассматриваемой стали: вольфрамовые, молибденовые и высоколегированные. Каждая из указанных категорий имеет свои отличительные характеристики, а также дополнительные подтипы со своими особенностями.

Вольфрамовые

Вольфрамовая категория HSS-стали известна 4 подтипами металлов – Т1, Т2, Т3, Т15. Присутствие вольфрама в составе указанных сплавов делает инструменты из них красностойкими, за счет чего возможно сохранение твердости и остроты режущих кромочных элементов даже под действием высоких температурных значений.

T1. Сплав характеризуется повышенным уровнем прочности, является стойким к изнашиванию. Чаще всего такой материал используется в производстве качественных сверл и прочего инструментария, применяемого для работ с легированными и углеродистыми подвидами сплавов.

  • T2. В рассматриваемом сплаве имеет место содержание ванадия в количестве 2%. Из Т2 производят чистовые и получистовые сверла, которые рассчитаны на обрабатывание сырья среднелегированной категории.

  • Т3. Этот материал может быть задействован в качестве аналога марки Р18К5Ф2. Он предусматривает включение таких химических элементов, как вольфрам – 18%, кобальт – 5% и ванадий – 2%. Инструментарий, созданный из подобного сплава, отличается повышенным уровнем стойкости к износу и жесткости, но характерен сниженной шлифуемостью.

В основном сверла из Т3 задействуют для взаимодействия с заготовками, сделанными из коррозионно-устойчивых и жаростойких металлов.

  • Т15. В составе сырья этой марки есть вольфрам, ванадий, кобальт. Из него производят качественные рабочие приспособления, отличающиеся достаточной прочностью. Не подвержены быстрому изнашиванию.

Молибденовые

Подобная группа быстрорежущих металлов распространена очень широко. В сплавах молибденового типа тоже предусматриваются такие составляющие, как кобальт и вольфрам.

Те продукты, что могут сохранять максимально высокие показатели твердости по ходу проведения работ на фоне повышенных температур, делают именно из рассматриваемых молибденовых материалов с маркировкой выше М41.

Инструментарий, отличающийся заметной вязкостью ударного типа в условиях пониженных температурных показателей, также создают из сплава с молибденом, но с условием дальнейшей термообработки.

Рассмотрим несколько отдельных марок молибденовых быстрорежущих сплавов.

М1. В этом материале молибден имеется в количестве 8%. Сверла, которые отливают из него, наделяются внушительной гибкостью, легкой переносимостью больших нагрузок.

  • М2. В содержании указанного сплава присутствуют вольфрам, молибден. Сырье является высокопрочным, теплоустойчивым.

  • М3. В этом материале имеется 3% ванадия. Приспособления, отлитые из подобного сплава, являются стойкими к шлифовке.

  • М7. Рассматриваемая марка производится из комбинации ванадия, вольфрама и молибдена. Подходит для производства сверл, заточенных на взаимодействие с твердыми материалами, а также металлами с толстыми стенками.

  • М35. Материал имеет 5% кобальта, молибдена и вольфрама. А также имеются скромные проценты никеля, марганца и кремния. Главный плюс сырья заключен в том, что он имеет неплохую вязкость, отличную шлифуемость, тепловую стойкость, сопротивляемость изнашиванию.

Высоколегированные

Высоколегированная категория стальных материалов также имеет отношение к молибденовой группе. Металлы, что претерпели особую термическую обработку, зачастую берутся для изготовки инструментов с очень серьезной ударной вязкостью.

Кроме того, инструментарий из высоколегированной режущей HSS-стали может беспроблемно эксплуатироваться на фоне низких температур.

Рассмотрим марки HSS-сталей высоколегированного типа.

М74. Эта марка имеет в своем содержании молибден и кобальт. Материал характеризуется высокой склонностью к утрате углерода и перегреву по ходу закаливания. Кроме того, М74 отличается сниженной шлифуемостью.

М42. Сверла, сделанные из указанного сплава, являются высокостойкими к истиранию. Их возможно смело задействовать для обрабатывания даже самых сложных металлов высокой вязкости.

Условные обозначения и аналоги

Ознакомимся с рядом условных обозначений – опираясь на них, возможно частично определить сырье, из которого произведен тот или иной продукт.

HSS-R. Указанное обозначение есть практически на всех сверлах, которыми был пройден процесс проката роликового типа вместе с термообработкой. Стойкость подобных изделий является самой низкой.

HSS-G (аналог P6M5). Маркировка, проставляемая на приспособлениях, сделанных из рассматриваемых сплавов, где режущая составляющая отшлифована посредством кубического нитрида бора. Изделия повышенной устойчивости, с минимальным биением радикального характера.

HSS-E (аналог P6M5K5). Так обозначаются продукты, сделанные из металла с маркировкой М35, в котором имеется добавленный кобальт. Такие приспособления подойдут для обрабатывания трудных и сильно вязких металлов.

HSS-G TiN. Верхняя часть подобного инструмента покрывается титановым нитридом в виде напыления. Благодаря этому возрастает жесткость поверхностей.

HSS-TiAiN. В инструментарии и приспособлениях из подобных сплавов имеется покрытие из титан-алюминий-нитрида.

Читайте также  Материалы для утепления лоджии изнутри

HSS-E VaP. Инструменты с этим обозначением обычно задействуются для работы с нержавейкой.

HSS-сталь — особенности и основные характеристики

Содержание: Скрыть Открыть

  • Химический состав и характеристики
  • Марки стали
  • Условные обозначения

Стали марок HSS (High Speed Steel) – это группа быстрорежущих материалов, используемых для изготовления фрез, метчиков, сверл и другого инструмента. Это высокоуглеродистые марки стали с содержанием большого количества вольфрама, что обеспечивает твердость в пределах 62–64 HRC. Инструменты, изготовленные из данных марок стали более доступные по цене, чем твердосплавные, отличаются высокой прочностью и отлично подходят для металлообработки резанием. Помимо вольфрама в качестве легирующих элементов используется кобальт и молибден.

Химический состав и характеристики

В зависимости от легирующих элементов стали HSS делятся на три основных группы:

  • Т – с высоким содержанием вольфрама.
  • М – для легирования использован молибден.
  • Высоколегированная группа.

Аналогами отечественных марок стали являются Р18, Р6М5 и другие сплавы Р, широко применяемые для изготовления инструментов.

HSS-стали с высоким содержанием вольфрама применяются редко по причине высокой стоимости. Наибольшее применение получили марки Т1 и Т15, первый относится к сплавам общего назначения, второй, помимо вольфрама, содержит ванадий и кобальт, что обеспечивает высокую стойкость к износу и работе в высокотемпературном режиме.

Стали группы М более доступны по цене и, соответственно, более распространены в современной металлообработке. Помимо молибдена, для легирования может использоваться ванадий, кобальт и вольфрам, что обеспечивает высокую стойкость к абразивному износу. При изготовлении инструментов с высокими требованиями к температурной стойкости используют марки стали начиная с М41.

Марки стали

При выборе инструмента, изготовленного из HSS-сталей, необходимо учесть характеристики отдельных марок стали. Так, сверла широкого применения чаще всего изготавливаются из стали М1, которая отличается высокой гибкостью и стойкостью к ударным нагрузкам. Но по красностойкости этот сплав уступает М2, который используется для изготовления широкого ассортимента инструментов различного назначения, предназначенных для использования в станках. Данный сплав отличается высокой стойкость режущих кромок к истиранию и хорошей стойкостью к высоким температурам.

Для крупных сверл подвергающихся высокой нагрузке более всего подходит сплав М7, характеризуемый высокой гибкостью и надежностью. Изготовленный из него инструмент отлично подходит для сверления отверстий в твердых материалах.

Также широко используются следующие марки сталей группы HSS:

  • М50 – гибкий сплав, используемый для инструмента, предназначенного для работы с ручным электроинструментом. Уступает по температурной стойкости другим маркам.
  • М35 – сплав HSSE с повышенным содержанием кобальта и высокой стойкостью к температурной нагрузке, превышая по данному показателю М2. Недостатком является пониженная стойкость к ударным нагрузкам.
  • М42 – сплав с максимальным содержанием кобальта, что обеспечивает высокую красностойкость и устойчивость к абразивному износу. Отлично подходит для работы с вязкими и твердыми материалами.

Условные обозначения

Химический состав марок стали HSS не указывается в маркировке и доступен лишь в каталоге. Но есть условные обозначения групп материалов, на которые можно ориентироваться при подборе инструмента:

  • HSS или HSS R. Материал с наименьшей стойкостью подвергнутый термообработке.
  • HSS G – инструмент шлифованный с помощью боразона с высокими показателями стойкости.
  • HSS E – сплав с содержанием кобальта. Подходит для обработки вязких и твердых материалов.
  • HSS G TiN – инструмент с напылением из нитрида титана.

HSS-стали широко применяются в современной металлообработке для инструментов различного типа, в первую очередь благодаря оптимальному сочетанию цены и качества.

HSS-стали — особенности, марки, обозначения, расшифровка.

HSS (High Speed Steel) — это общее определение группы быстрорежущих сталей. HSS сталь применяется для изготовления большого количества различного режущего инструмента. Обычно, это свёрла, метчики, фрезы…. HSS стали являются высокоуглеродистыми и некоторые из них содержат большую долю вольфрама. Как правило, инструменты из HSS-стали имеют твердость 62-64 HRC. Основным преимуществом перед твердосплавными инструментами является прочность и более низкая стоимость инструментов. Поэтому HSS хорошо себя показывает при прерывистом резании. Ограничением применения HSS являются низкие скорости резания по сравнению с твердыми сплавами.

За рубежом, также как и у нас, в конце 19 века первыми стали применятся HSS стали с высоким содержанием вольфрама (18%). Первая запись об использовании в сталях кобальта появилась в Германии в 1912 году. Позже, в 1930 году, в США был введен молибден.

Характеристики HSS сталей

HSS стали делятся на три группы:

  • Вольфрамовые (Т);
  • Молибденовые (М);
  • Высоколегированные быстрорежущие стали.

Стали вольфрамовой группы сегодня практически не применяются из-за высокой стоимости вольфрама и его дефицита. Самыми распространенными являются сталь общего назначения Т1 и сталь с ванадием и кобальтом T15. Т15 применяются для инструментов, работающих в условиях высоких температур и износа.

Стали молибденовой группы в качестве главного легирующего элемента имеют молибден, хотя некоторые содержат равное или даже большее количество вольфрама и кобальта. Стали с повышенным содержанием ванадия и углерода являются стойкими к абразивному износу. Серия сталей начиная от М41 характеризуется высокой твердостью при работе на высоких температурах (красностойкостью). Молибденовые стали применяются также при изготовлении инструментов, работающих в «холодных» уcусловиях — накатных плашек, вырезных штампов. В таких случаях HSS стали закаляют до более низких температур для повышения ударной вязкости.

HSS (High Speed Steel) — обозначение HSS расшифровывается как «быстрорежущая сталь».

Сталь с твердостью 62-65 HRC. По сравнению с HCS (high carbon steel) толщина металла у HSS меньше, а твердость значительно выше, в общем случае применимо ко всему классу быстрорежущих сталей. Но в большинстве случаев так обозначается самая массовая сталь HSS класса Р6М5 (M-2; 1.3343; Z85WDCV; HS 6-5-2; F-5613). Быстрорежущая сталь средней производительности, с точки зрения вязкости подходит для сверл по металу, фрез меньших диаметров и обработки материалов до прочности 900 МПа, для работы по материалам, таких как металл, алюминий и цветные металлы.

HSSE ( общее обозначение для группы быстрорежущих сталей с содержанием кобальта, в которую входят HSS-E, HSS-Co5, HSS-Co8) — инструментальная быстрорежущая сталь, аналог Р6М5К5.

Сталь с твердостью 63-67 HRC, антикоррозионная и кислотостойкая сталь, высокопроизводительная быстрорежущая сталь с хорошей вязкостью, подходит прежде всего для инструментов более крупных диаметров и дисковых фрез, для работы по чугуну, алюминию, алюминиевым сплавам, меди, латуни и бронзе.

HSS-G (аналог Р6М5) —Это обозначение наносится на сверла, режущая часть которых подвергается шлифовке при помощи боразона (CBN). Инструменты HSS G являются наиболее распространенными, их отличает повышенная стойкость. Кроме того, сверло по металлу, на которое нанесено такое обозначение, создает наименьшее биение при выполнении обработки с его помощью.

Сталь с твердостью 62-65 HRC. Сверла, полученные методом шлифования, лучше чем инструмент HSS, полученный методом прокатки.

Применение: сталь, легированная и углеродистая литая сталь (прочность; до 900 Н/мм2), серый, ковкий чугун, чугун со сфероидальными выделениями графита, сталь литая под давлением, мельхиор, графит, алюминиевые сплавы, латунь и бронза.

HSS-G TiN — сталь инструментальная быстрорежущая, покрытие титан-нитридом.

Благодаря этому покрытию (TiN), защищающему инструмент от износа, твердость поверхности повышается примерно на 2300 HV, а термостойкость; до 600°С.

Применение: углеродитсая и легированная сталь (при прочности до 1200 Н/мм2), легированная сталь с высоким содержанием хрома, а также сталь V2A, V4A, антикоррозионная и кислотостойкая сталь. Предназначено для обработки стали, бронзы, медно-никелевых сплавов, графита, титана, титановых сплавов, чугуна, алюминия, алюминиевых сплавов, меди, латуни. Титановое напыление снижает перегрев и улучшает вывод стружки.

HSS-G TiAlN — сталь инструментальная быстрорежущая, покрытие титан-алюминием-нитридом, G (Grinding); шлифованная.

Благодаря этому покрытию (TiAlN), защищающему инструмент от износа, твердость поверхности повышается примерно на 2300 HV, а термостойкость; до 600°С

Применение: углеродистая и легированная сталь (при прочности до 1200 Н/мм2), легированная сталь с высоким содержанием хрома, а также сталь V2A, V4A, антикоррозионная и кислотостойкая сталь, титан, титановые сплавы, чугун, алюминий, алюминиевые сплавы, медь, латунь и бронза.

HSS-Co 5% — высокопроизводительная быстрорежущая сталь.

Другие варианты обозначения: HSCO, Co5%, S 6-5-2-5, 1.3243, Z 90 WDCV 06-05-04-02, HS 6-5-2-5, BM 35. Сталь с хорошей вязкостью обработки материалов до прочности 1200 МПа. По своим свойствам сталь HSS-Co5% находится между Р6М5К5 и Р9 (ближе к Р9), что позволят рекомендовать ее, как замену Р9.

HSS-Co 8% — высокопроизводительная быстрорежущая сталь с высоким содержаниме кобальта.

Сталь с твердостью 63-68HRC, другие варианты обозначения: Co8, Co 8%, S 2-10-1-8, Z 110 DKCWv 09-08-04-02-01, HS 2-9-1-8, BM 42, M42. По своим свойствам сталь HSS-Co 8% находится между Р6М5К5 и Р18 (ближе к Р18), что позволят рекомендовать ее, как замену Р18. Высокое содержание кобальта способствует повышению красностойкости, что позволяет задавать более жесткие режимы резания. Высокопроизводительная сталь с хорошей вязкостью и отличной термостойкостью. Подходит прежде всего для фрезерования высокопрочных материалов, аустенитной стали, стали для горячей обработки давлением (горячее формование) и т.п.

HSSE-PM — высокопроизводительная быстрорежущая сталь.

Cталь получена методами порошковой металлургии. Сталь имеет однородную структуру, которая проявляется более высокой размерной стойкостью и стойкостью режущей кромки инструмента. Подходит для обработки высокопрочных и труднообрабатываемых материалов, таких как, например, титан и его сплавы. Фрезы из этой стали стандартно поставляются с покрытием AlTiN.

☎ +375 (17) 337-39-15 Городской/ Факc ☎ +375 (17) 337-39-14

Виды быстрорежущих HSS-сталей

Изобретение быстрорежущей стали в начале ХХ века стало прорывом в развитии машиностроения. Новый материал повлиял на изобретение быстроходных станков и автоматов большой мощности, а также поспособствовал резкому скачку производительности в работе механических цехов. Несмотря на то, что HSS-сталь имеет довольно сложный состав, ее активно используют для производства инструмента повышенной прочности.

Что такое сталь HSS

Аббревиатура HSS образована от английского High Speed Steel — «быстрорежущая сталь». Ее применяют при производстве различного инструмента для работы с металлическими изделиями. Для изготовления применяют классический метод разливки в слитки с последующей прокаткой и проковкой. Также используют порошковой метод — распыление азотом струи жидкой стали.

Читайте также  Облицовка фасада деревянного дома какой материал лучше?

HSS-сплавы принадлежат группе с высоким содержанием углерода, некоторые марки которой содержат вольфрам в определенном количестве. Твердость изготовленных инструментов из данного материала соответствует 62-64 единицам по шкале HRC.

Изделия из быстрорежущей стали обладают повышенной прочностью и находятся в доступном ценовом сегменте.

Область применения быстрорежущих сталей

Состав материала определяет область применения и рабочие характеристики. Инструменты, изготовленные из данного металла, способны выдержать длительную эксплуатацию.

  • для изготовления сверл со сложной формой и конструкцией, получаемой с помощью литья;
  • при производстве режущей кромки резцов для повышения износостойкости;
  • для формирования напаек режущего инструмента;
  • для изготовления фрез, зенкеров, метчиков, плашек, ножей или пильных полотен.

Виды HSS-сталей

HSS-стали бывают трех категорий:

  • вольфрамовые (Т1-Т15);
  • молибденовые (М1-М36);
  • высоколегированные (М41-М62).

Стали, относящиеся к вольфрамовой группе, в наше время не популярны в связи с завышенной стоимостью вольфрама.

Чаще всего применяют марку Т1 и сплав с добавлением кобальта и ванадия Т15. Сталь Т15 используют для производства инструмента, который нужен для работы при высоких температурах и повышенном износе.

Вольфрамовые

Вольфрамовая группа известна четырьмя типами стали:

  1. Т1 (аналог — Р18). Обладает высокой прочностью, стойкостью к износу и шлифуемостью. Применяют для сверл и другого инструмента, который чаще всего используют для обработки легированных и углеродистых сталей.
  2. Т2 (аналог — Р18Ф2). В данном сплаве содержание ванадия достигает 2%. Из него делают получистовые и чистовые сверла для работы по обработке среднелегированных сталей.
  3. Т3 (аналог — Р18К5Ф2). В сплаве находится: вольфрам – 18%, кобальт – 5%, ванадий – 2%. Инструменты из данного сплава выделяются повышенной износостойкостью и твердостью, однако обладают низкой шлифуемостью. Сверла чаще всего используют для работы с заготовками из коррозионностойких, высокопрочных и жаропрочных сплавов.
  4. Т15 (аналог — Р12Ф5К5). Содержит: вольфрам – 12%, кобальт – 5%, ванадий – 5%. Инструменты имеют высокую прочность, износостойкость и вязкость. Их в основном используют для сверления труднообрабатываемых материалов.

Содержание вольфрама наделяет изготовленный инструмент красностойкостью, что позволяет сохранить твердость и остроту режущей кромки при повышенных температурах.

Молибденовые

Молибденовая группа имеет более широкое распространение. В сплавах также содержатся кобальт и вольфрам.

Стали с содержанием таких компонентов, как углерод и ванадий, проявляют стойкость к изнашиванию при шлифовании.

Изделия, сохраняющие повышенную твердость во время работы при высоких температурах, изготавливают из молибденовых сталей марки М41 и выше. Инструменты, обладающие высокой ударной вязкостью в условиях низких температур, производят из молибденовых сплавов с последующей термической обработкой.

  • М1. Содержание молибдена — 8%. Используется для инструментов общего назначения. Сверла обладают гибкостью и стойкостью к нагрузкам, однако красностойкость значительно ниже, чем у других марок.
  • М2 (аналог — Р6М5). Состав сплава: вольфрам – 6%, молибден – 5%. Наделен достаточной прочностью, твердостью и теплостойкостью. При работе режущие кромки инструмента дольше сохраняются.
  • М3 (аналог — Р6М5Ф3). Содержит 3% ванадий. Инструмент из данной стали наделен низкой изнашиваемостью при шлифовке.
  • М7. Компоненты в составе: вольфрам – 1,75%, ванадий – 2%, молибден – 8,75%. Сплав применяют для изготовления сверл, которые нужны для работы с толстолистовыми и твердыми металлами.
  • М35 (аналог — Р6М5К5). В составе присутствует 5% кобальта, молибден, вольфрам, а также в незначительных количествах кремний, никель и марганец. Преимущество сплава заключается в его вязкости, хорошей шлифуемости, теплостойкости и сопротивляемости износу. Сверла используют при обработке изделий из нержавеющих и улучшенных легированных сталей при условии высокого разогрева режущей кромки.

Высоколегированные

Высоколегированные сплавы относятся к молибденовой группе. Стали, которые прошли специальную термическую обработку, используются для производства инструментов с повышенной ударной вязкостью и возможностью эксплуатации при холодных условиях.

  • М74 (аналог — Р2АМ9К5). В состав входит: молибден – 9%, кобальт – 4,7-5,2%. Отличается повышенной склонностью к потере углерода, перегреву в процессе закалки и пониженной шлифуемости. Инструмент из данного сплава применяют для заготовок из нержавеющих и улучшенных легированных сталей.
  • М42. Содержание сплава: кобальт – 8%, молибден – 9,5%. Сверла отличаются устойчивостью к истиранию. Инструменты применяют для обработки сложных и вязких металлов.

Характеристики быстрорежущих сталей

Перечисляя характеристики, необходимо учитывать, что созданный материал необходим для эксплуатации режущих приспособлений при высоких показателях трения, возникающих в процессе резания. Быстрорежущие стали обладают повышенной твердостью и могут использоваться в работе, требующей высоких скоростей.

Горячая твердость

При использовании режущих приспособлений в процессе работы происходит постоянное выделение тепла, при этом около 80% тратится на разогрев инструмента. Температура режущей кромки повышается и происходит отпуск материала, что влечет за собой понижение его твердости. Тем не менее быстрорежущая сталь сохраняет свои показатели даже при нагреве до 500-600 о С.

Красностойкость

Показатель, учитывающий временной промежуток, в период которого сталь сможет выдержать повышенную температуру, не меняя своих эксплуатационных характеристик. Завышенный показатель трения приводит к разогреву металла, от чего происходят изменения в кристаллической решетке. В результате некоторые свойства быстрорежущей стали существенно меняются.

Сопротивление разрушению

Материал, который применяют для изготовления режущего инструмента, должен обладать высокими механическими свойствами — сопротивлением хрупкому разрушению. Высокая прочность сплава обеспечивает режущему приспособлению стойкость к большому усилию, подаче и глубине резания, что в свою очередь приводит к повышению производительности процесса.

Особенности термической обработки

Результатом высокотемпературной обработки быстрорежущих сталей становится изменение структуры материала для получения определенных физико-механических свойств, требуемых при работе с данным инструментом.

Отжиг

HSS-сталь после процесса прокатки и ковки приобретает повышенную твердость и внутреннее напряжение. В связи с этим заготовки предварительно подвергаются отжигу. Отжиг снимает внутреннее напряжение материала, улучшает обрабатываемость и подготавливает ее для закалки.

Процесс отжига происходит при температуре около 850-900 о С. Тем не менее следует опасаться излишнего повышения температуры и длительности выдержки, потому что сталь при этом может получить повышенную твердость. В связи с пониженной теплопроводностью сплава нагрев осуществляется медленно и равномерно.

Изделия загружают в печь при температуре 200-300 о С, при этом увеличивают последующий нагрев со скоростью 150-200 о /час. Процесс оканчивается медленным охлаждением: сначала в печи до 650 о С, а затем до комнатной температуры на открытом воздухе.

Для защиты от обезуглероживания отжиг производят в закрытых ящиках с нейтральной средой.

Машиностроительные заводы небольшое количество заготовок подвергают изотермическому отжигу. Их нагревают до 880-900 о С короткое время, а затем переносят в печь с температурой не выше 720-730 о С на 2-3 часа. Для защиты от появления излишних внутренних напряжений заготовки охлаждают в печи до 400-450 о С, а затем оставляют на открытом воздухе.

Обычный отжиг длится дольше, чем изотермический процесс. В последующем заготовки проходят механическую обработку, а затем инструмент подвергается окончательному процессу термической обработки — закалке и отпуску.

Закалка

Инструменты, выполненные из быстрорежущей стали, подвергаются закаливанию при температурах свыше 1300 о С. После процесса закалки происходит многократный отпуск при 550-560 о С. Такая температура необходима для растворения в аустените большого количества карбидов для получения высоколегированного аустенита.

При дальнейшем охлаждении получается высоколегированный мартенсит, который содержит большое количество вольфрама, ванадия и хрома. Мартенсит не распадается во время нагрева до 600 о С, что придает быстрорежущей стали красностойкость.

Для получения высоких показателей красностойкости температура во время закалки должна быть очень высокой. Однако есть предел, при повышении которого в быстрорежущей стали начинается быстрый рост зерна и происходит оплавление.

Отпуск

Закаленная быстрорежущая сталь в обязательном порядке проходит процесс отпуска. При температуре 550-560 о С проводится многократный процесс с промежутками по 1 часу. Цель отпуска заключается в превращении аустенита в мартенсит. Быстрорежущая сталь проходит два внутренних процесса:

  1. При нагревании и последующем отпуске из остаточного аустенита выделяется измельченный карбид. Вследствие чего легирование аустенита понижается, что способствует легкому превращению в мартенсит.
  2. Во время охлаждения при 100-200 о С получается мартенсит. При этом также снимается внутреннее напряжение, возникшее при закалке.

В наше время чаще всего на заводах применяют процесс ускоренного отпуска стали, который проходит при повышенных температурах.

Улучшение характеристики изделий из HSS-сталей

Для придания твердости материала, стойкости к износу и устойчивости к коррозии поверхность инструментов подвергают дополнительной обработке. К таким методам относятся:

  1. Азотирование. Насыщение азотом слоя поверхности проводится в газовой среде, которая состоит из 80% азота и 20% аммиака или на 100% из аммиака. Технологический процесс длится от 10 до 40 минут при температуре 500-600 о С и приводит к укреплению поверхностной оболочки.
  2. Цианирование. Насыщение осуществляется в жидкой или газовой среде, состоящей из химического элемента — цинка. Процесс высокотемпературного цианирования длится от 5 до 45 минут при температуре 800-900 о С. Низкотемпературный процесс происходит при 500-600 о С и обеспечивает износостойкость и высокую твердость инструменту.
  3. Сульфидирование. Насыщение поверхностей стальных изделий серой осуществляется при 550-600 о С путем нагревания в серноазотистых солях в течение 2-3 часов. В результате процесса повышается износоустойчивость стальных изделий.

Суть химико-термической обработки заключается в проникновении различных химических элементов в атомную кристаллическую решетку железа при нагревании деталей из стали в среде, насыщенной необходимыми элементами.

Быстрорежущие легированные стали предназначены для производства металлорежущего инструмента, который используют при работе на высоких скоростях. HSS-сплавы отличаются способностью сохранения износостойкости и сопротивляемости к разрушению при повышенных температурах. Добавление в состав стали молибдена, вольфрама, кобальта и ванадия обеспечивает красностойкость и горячую твердость.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: