Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная быстрорежущая Р10К5Ф5

Сталь инструментальная быстрорежущая марки Р10К5Ф5: описание, свойства и применение

Сталь Р10К5Ф5 – высоколегированная инструментальная быстрорежущая сталь, обладающая уникальным сочетанием высокой износостойкости, теплостойкости и прочности. Благодаря этим свойствам, она находит широкое применение в производстве режущего инструмента для обработки металлов с повышенными требованиями к стойкости и производительности.

Свойства стали Р10К5Ф5:

• Высокая износостойкость: Обеспечивается высоким содержанием вольфрама, молибдена, ванадия и кобальта, формирующих твердые карбиды, устойчивые к абразивному износу.
• Высокая теплостойкость: Сохраняет высокую твердость и режущие свойства при нагреве до 600-620°C, что позволяет использовать инструмент из этой стали на высоких скоростях резания.
• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость к пластической деформации при высоких нагрузках, возникающих в процессе обработки.
• Хорошая обрабатываемость резанием: Несмотря на высокое содержание легирующих элементов, сталь относительно хорошо обрабатывается резанием после отжига.
• Умеренная шлифуемость: Требует использования абразивных кругов с высокой абразивной способностью.

Химический состав стали Р10К5Ф5 (ГОСТ 19265-73):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.95 - 1.05
Хром (Cr)	3.8 - 4.4
Вольфрам (W)	9.5 - 10.5
Ванадий (V)	4.7 - 5.3
Молибден (Mo)	0.15 - 0.30
Кобальт (Co)	4.5 - 5.5
Кремний (Si)	≤ 0.5
Марганец (Mn)	≤ 0.5
Фосфор (P)	≤ 0.03
Сера (S)	≤ 0.03

Расшифровка обозначения:

• Р – быстрорежущая сталь.
• 10 – среднее содержание вольфрама (W) в процентах.
• К5 – среднее содержание кобальта (Co) в процентах.
• Ф5 – среднее содержание ванадия (V) в процентах.

Механические свойства стали Р10К5Ф5 (после закалки и отпуска):

Свойство	Значение
Твердость, HRC	63-67
Предел прочности на изгиб, σизг, МПа	4000-4500
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	15-25

Физические свойства стали Р10К5Ф5:

Свойство	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	8200-8300
Модуль упругости, E, ГПа	210-230
Коэффициент линейного расширения, α, 1/°C (20-100°C)	11.5 x 10-6
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	19-24
Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·°C)	420-460
Электрическое сопротивление, ρ, мкОм·м	0.6-0.8

Сферы применения стали Р10К5Ф5:

Сталь Р10К5Ф5 широко используется для изготовления:

• Отрезных резцов: Для чистовой и получистовой обработки сталей и сплавов с высокой прочностью и твердостью.
• Фасонных резцов: Для обработки сложных профилей.
• Резьбонарезных резцов: Для нарезания резьбы с высокой точностью и чистотой поверхности.
• Протяжек: Для обработки внутренних поверхностей сложной формы.
• Зуборезных инструментов: Для нарезания зубьев зубчатых колес с высокой производительностью.
• Сверл: Для сверления отверстий в труднообрабатываемых материалах.
• Разверток: Для чистовой обработки отверстий с высокой точностью.
• Фрез: Для обработки плоскостей и контуров.
• Инструмента для обработки закаленных сталей: Благодаря своей высокой теплостойкости и износостойкости, Р10К5Ф5 подходит для обработки материалов, прошедших термическую обработку.
• Инструмента для обработки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов: Обеспечивает достаточную стойкость при обработке этих материалов, отличающихся повышенной прочностью и вязкостью.
• Инструмента для высокопроизводительной обработки: Позволяет работать на высоких скоростях резания, повышая производительность обработки.
• Инструмента для обработки титановых сплавов: Несмотря на сложность обработки титановых сплавов, Р10К5Ф5 может применяться для этих целей при соблюдении режимов резания и использования СОЖ.

Виды металлопроката из стали Р10К5Ф5:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления широкого спектра режущего инструмента.
• Полоса: Применяется для изготовления плоских резцов и других видов инструмента.
• Квадрат: Используется для изготовления корпусных деталей инструмента.
• Лист: Применяется для изготовления сложных фасонных деталей инструмента методом электроэрозионной обработки (ЭЭО).
• Кованые заготовки: Используются для изготовления крупногабаритного инструмента сложной формы.

ГОСТы, регламентирующие сталь Р10К5Ф5 и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 19265-73 "Сталь инструментальная быстрорежущая. Марки": Определяет химический состав, механические свойства и другие характеристики стали Р10К5Ф5.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент": Регламентирует размеры и предельные отклонения для круглого проката.
• ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент": Определяет размеры и предельные отклонения для полосового проката.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент": Регламентирует размеры и предельные отклонения для квадратного проката.
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент": Определяет размеры и предельные отклонения для калиброванного круглого проката.
• ГОСТ 8559-75 "Сталь калиброванная квадратная. Сортамент": Определяет размеры и предельные отклонения для калиброванного квадратного проката.
• ГОСТ 5950-2000 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали": Регламентирует общие технические условия на поставку проката из инструментальной стали.
• ГОСТ 1435-99 "Прутки, полосы из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия": Хотя этот ГОСТ относится к нелегированной стали, он может быть полезен для понимания общих требований к качеству и поставке инструментального проката. (Этот ГОСТ только для справки, т.к. Р10К5Ф5 легированная сталь)

Операции в цехах, использующие материалы из стали Р10К5Ф5:

В инструментальных и машиностроительных цехах сталь Р10К5Ф5 применяется для изготовления и эксплуатации режущего инструмента. Основные операции включают:

1. Заготовительные операции:
   • Резка: Разрезание проката на заготовки требуемой длины (ленточнопильные станки, абразивная резка).
   • Ковка (для крупных инструментов): Формирование заготовок сложной формы.
2. Механическая обработка:
   • Токарная обработка: Создание цилиндрических и фасонных поверхностей (черновая и чистовая обработка).
   • Фрезерная обработка: Создание плоских поверхностей, пазов, канавок и сложных контуров.
   • Шлифование: Достижение высокой точности размеров и чистоты поверхности (плоское, круглое, профильное шлифование).
   • Сверление, зенкерование, развертывание: Получение отверстий различного диаметра и точности.
   • Электроэрозионная обработка (ЭЭО): Создание сложных профилей и полостей, особенно в закаленном состоянии.
3. Термическая обработка:
   • Закалка: Нагрев до температуры 1260-1290°C с последующим охлаждением в масле или на воздухе для достижения максимальной твердости.
   • Отпуск: Нагрев до температуры 540-570°C для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости. Выполняется несколько раз (обычно 2-3 отпуска) для достижения оптимального сочетания твердости и прочности.
   • Отжиг (перед механической обработкой): Снижение твердости для улучшения обрабатываемости.
4. Контроль качества:
   • Контроль размеров: Проверка соответствия размеров инструмента чертежам.
   • Контроль твердости: Измерение твердости после термической обработки.
   • Металлографический анализ: Исследование микроструктуры стали для оценки качества термообработки и наличия дефектов.
   • Ультразвуковой контроль (УЗК): Выявление внутренних дефектов.
5. Заточные работы:
   • Заточка режущего инструмента: Восстановление режущих свойств инструмента после затупления (шлифование, доводка).
6. Покрытия (опционально):
   • Нанесение износостойких покрытий (TiN, TiAlN, CrN и др.): Для повышения стойкости инструмента и снижения коэффициента трения.

Важные рекомендации при работе со сталью Р10К5Ф5:

• Соблюдение режимов резания: Использование рекомендованных скоростей резания, подач и глубины резания для предотвращения перегрева инструмента и преждевременного износа.
• Обильное применение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ): Для снижения температуры в зоне резания и улучшения отвода стружки.
• Правильный выбор абразивного инструмента: Использование абразивных кругов, соответствующих твердости и износостойкости стали Р10К5Ф5.
• Соблюдение режимов термической обработки: Точное соблюдение температурных режимов и времени выдержки при закалке и отпуске для достижения оптимальных свойств стали.
• Регулярная заточка инструмента: Своевременная заточка инструмента для поддержания его режущих свойств и предотвращения поломок.

Использование стали Р10К5Ф5 в соответствии с рекомендациями обеспечивает высокую производительность и качество обработки металлов, а также длительный срок службы инструмента.