Порошковая быстрорежущая сталь

Быстрорежущая сталь

Методом порошковой металлургии возможно изготовление более прочного и износостойкого инструмента из быстрорежущей стали. Такой инструмент работает более эффективно, чем твердосплавный при обработке с ударом и снятии больших припусков.

С 70-х годов прошлого века твердосплавный инструмент начал постепенное вытеснение инструмента из быстрорежущей стали. Но в определенных нишах инструмент из быстрорежущей стали, особенно порошковой, отличающейся большей износостойкостью и прочностью по сравнению с обыкновенной, сохранил за собой лидерство.

Порошковая быстрорежущая сталь была разработана в конце 60-х годов прошлого века в Швеции, и инструмент из нее поступил в свободную продажу в начале 70-х годов прошлого века. Метод порошковой металлургии позволяет вводить в сталь большее количество легирующих элементов, при этом не происходит снижение прочности и обрабатываемости шлифованием. В результате из порошковой быстрорежущей стали получается износостойкий и прочный инструмент, который уверенно справляется с нагрузкой, возникающей при съеме большого припуска и прерывистом резании. В таких условиях твердосплавный инструмент достаточно быстро выкрашивается.

Получение быстрорежущей стали

Обыкновенная быстрорежущая сталь состоит из двух основных компонентов: карбидов тугоплавких металлов и окружающей их стальной основы. Карбиды вольфрама, молибдена или ванадия обеспечивают износостойкость инструмента. А окружающая их стальная основа обеспечивает прочность инструмента, благодаря которой он хорошо переносит ударные нагрузки.

При производстве обыкновенной быстрорежущей стали ее, в расплавленном виде, разливают в изложницы, в которых она постепенно охлаждается и кристаллизуется. В это время карбиды выделяются из расплава и формируют области скопления карбидов, располагаясь неравномерно. В некоторых случаях могут образовываться карбидные неоднородности очень больших размеров (до 40 мм в диаметре). Последующая обработка металла давлением уменьшает карбидную неоднородность, но полностью от нее избавиться невозможно.

С увеличением количества карбидных частиц для улучшения износостойкости, они увеличиваются в размере и скапливаются в виде карбидных неоднородностей. Это явление чрезвычайно пагубно сказывается на прочности инструмента, так как место скопления карбидов — это место зарождения трещин.

Порошковая быстрорежущая сталь, в отличие от обыкновенной, в расплавленном виде подается через специальную насадку через поток жидкого азота. Сталь быстро затвердевает в виде небольших частиц. Для образования карбидных неоднородностей в этих частицах недостаточно времени, в результате получается структура с равномерным расположением карбидов.

Получившийся порошок просеивается и помещается в стальной контейнер, в котором создается вакуум. Далее содержимое контейнера спекается при высокой температуре и давлении — таким образом достигается однородность материала. Этот процесс называется горячим изостатическим прессованием. После этого сталь обрабатывается давлением.

В результате получается быстрорежущая сталь с очень маленькими частицами карбидов, равномерно распределенных в стальной основе.

У различных производителей технологический процесс получения быстрорежущей стали может отличаться, но в любом случае он включает в себя обработку жидким азотом и горячее изостатическое прессование. Не стоит путать процесс получения быстрорежущей стали с процессом изготовления деталей из обыкновенной стали методом порошковой металлургии. В последнем случае происходит прессование стального порошка, разогретого до температуры плавления. В этом случае структура материала при использовании связки может получиться неоднородной.

Комментарии запрещены.

Резание металлов