Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная быстрорежущая Р18Ф5

Сталь инструментальная быстрорежущая марки Р18Ф5: описание, свойства и применение

Инструментальная быстрорежущая сталь Р18Ф5 – это высоколегированная сталь, предназначенная для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях высоких скоростей резания и повышенных температур. Она сочетает в себе высокую твердость, износостойкость и теплостойкость, что делает её незаменимой во многих отраслях промышленности.

Свойства Стали Р18Ф5

Основные свойства стали Р18Ф5 обусловлены ее химическим составом и специальной термической обработкой:

• Высокая твердость: После закалки и отпуска сталь Р18Ф5 достигает твердости 63-66 HRC, что позволяет ей эффективно обрабатывать различные материалы, включая высокопрочные стали и сплавы.
• Износостойкость: Высокое содержание карбидообразующих элементов (вольфрама, молибдена, ванадия, хрома) способствует образованию твердых карбидов, которые обеспечивают высокую износостойкость режущей кромки инструмента.
• Теплостойкость (красностойкость): Сталь Р18Ф5 сохраняет свою твердость и режущие свойства при нагреве до 600-620°C, что позволяет использовать инструмент на высоких скоростях резания без потери эффективности.
• Прокаливаемость: Сталь обладает высокой прокаливаемостью, что обеспечивает равномерную твердость по всему сечению инструмента.
• Прочность: Несмотря на высокую твердость, сталь Р18Ф5 обладает достаточной прочностью, чтобы выдерживать значительные нагрузки при резании.
• Шлифуемость: Хорошо поддается шлифованию, что позволяет получать инструмент с высокой точностью и чистотой поверхности.

Недостатки стали Р18Ф5:

• Низкая ударная вязкость: Высокое содержание легирующих элементов снижает ударную вязкость стали, что может привести к сколам и разрушению инструмента при ударных нагрузках.
• Сложность обработки давлением: Из-за высокой твердости и прочности сталь Р18Ф5 сложна в обработке давлением (ковка, штамповка) в холодном состоянии.

Химический Состав Стали Р18Ф5

Химический состав стали Р18Ф5 регламентируется ГОСТ 19265-73.

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.70-0.80
Хром (Cr)	3.80-4.40
Вольфрам (W)	17.50-19.00
Ванадий (V)	1.00-1.40
Молибден (Mo)	0.50 max
Кремний (Si)	0.50 max
Марганец (Mn)	0.50 max
Фосфор (P)	0.030 max
Сера (S)	0.030 max

Механические Свойства Стали Р18Ф5

Механические свойства стали Р18Ф5 зависят от режима термической обработки. Приводятся типичные значения для стали, закаленной с 1280-1290 °С в масле и трехкратно отпущенной при 560-570 °С.

Свойство	Значение
Твердость HRC	63-66
Предел прочности при изгибе, МПа	3000-3500
Ударная вязкость KCU, Дж/см2	20-30

Физические Свойства Стали Р18Ф5

Свойство	Значение
Плотность, кг/м3	8200
Теплопроводность, Вт/(м·°С)	19-24
Удельная теплоемкость, Дж/(кг·°С)	460
Температура плавления, °С	1420-1450
Коэффициент линейного расширения (20-100°С), 1/°С	11.5 х 10^-6
Модуль упругости, ГПа	220
Электрическое сопротивление, мкОм·м	0.5-0.6

Расшифровка обозначений символов:

• Р – быстрорежущая сталь
• 18 – массовая доля вольфрама (W) в процентах
• Ф5 – массовая доля ванадия (V) приблизительно 5%

Сферы Применения Стали Р18Ф5

Сталь Р18Ф5 широко используется для изготовления режущего инструмента, предназначенного для обработки различных материалов:

• Токарные резцы: Для обработки стали, чугуна, цветных металлов и сплавов на токарных станках.
• Фрезы: Для обработки плоскостей, пазов, канавок и фасонных поверхностей на фрезерных станках.
• Сверла: Для сверления отверстий в различных материалах.
• Развертки: Для окончательной обработки отверстий с высокой точностью и чистотой поверхности.
• Метчики: Для нарезания внутренней резьбы.
• Протяжки: Для обработки внутренних поверхностей сложной формы.
• Зуборезные инструменты: Для нарезания зубьев зубчатых колес и других деталей зубчатых передач.
• Инструмент для обработки древесины: Фрезы, пилы, ножи для деревообрабатывающих станков.
• Инструмент для обработки пластмасс: Фрезы, сверла для обработки пластмасс.
• Инструмент для обработки композитных материалов: Фрезы, сверла для обработки композитных материалов.

Сталь Р18Ф5 применяется в следующих отраслях промышленности:

• Машиностроение: Производство режущего инструмента для обработки деталей машин и механизмов.
• Авиационная промышленность: Производство режущего инструмента для обработки деталей авиационных двигателей и планеров.
• Автомобильная промышленность: Производство режущего инструмента для обработки деталей автомобилей.
• Инструментальная промышленность: Производство режущего инструмента для различных отраслей промышленности.
• Деревообрабатывающая промышленность: Производство режущего инструмента для обработки древесины.
• Металлургия: Производство инструмента для обработки слитков и заготовок.

Виды Металлопроката из Стали Р18Ф5

Сталь Р18Ф5 поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления различных видов режущего инструмента.
• Полоса: Используется для изготовления плоских инструментов, таких как ножи и фрезы.
• Квадрат: Используется для изготовления корпусных деталей инструментов и для других целей.
• Проволока: Используется для изготовления мелких инструментов и для других целей.
• Поковки: Используются для изготовления крупных инструментов сложной формы.

ГОСТы, Ссылающиеся на Сталь Р18Ф5 или Металлопрокат из нее

• ГОСТ 19265-73 "Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия." (Основной стандарт, определяющий требования к стали Р18Ф5).
• ГОСТ 2839-80 "Резцы токарные проходные прямые. Конструкция и размеры." (Один из многих стандартов на конкретные виды инструмента, где Р18Ф5 может быть указана как материал).
• ГОСТ 2680-85 "Фрезы шпоночные с цилиндрическим хвостовиком. Конструкция и размеры."
• ГОСТ 9140-78 "Фрезы цилиндрические трехсторонние. Конструкция и размеры."
• (и множество других ГОСТов на конкретные виды режущего инструмента, в которых сталь Р18Ф5 может быть указана как один из возможных материалов).
• Помимо ГОСТов, на сталь Р18Ф5 могут ссылаться различные отраслевые стандарты (ОСТ), технические условия (ТУ) и стандарты предприятий (СТП).

Операции в Цехах с Использованием Материалов из Стали Р18Ф5

В цехах, использующих материалы из стали Р18Ф5, выполняются следующие основные операции:

1. Металлургическое производство (Производство заготовки):
   • Плавка: Сталь выплавляется в электропечах с соблюдением строгого химического состава.
   • Разливка: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки.
   • Ковка/Прокатка: Слитки или заготовки подвергаются ковке или прокатке для придания им необходимой формы и размеров (круг, полоса, квадрат и т.д.).
2. Инструментальное производство (изготовление режущего инструмента):
   • Резка: Разрезание проката на заготовки нужной длины (ленточнопильные станки, абразивная резка).
   • Механическая обработка (черновая): Предварительная обработка заготовок на токарных, фрезерных, шлифовальных станках для придания им формы, близкой к готовой детали (снятие основного объема металла).
   • Термическая обработка (закалка и отпуск): Закалка для достижения высокой твердости и отпуск для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости. Этот процесс критически важен для достижения оптимальных свойств стали Р18Ф5.
   • Механическая обработка (чистовая): Окончательная обработка инструмента на шлифовальных, доводочных и полировальных станках для достижения требуемой точности размеров и чистоты поверхности режущей кромки.
   • Контроль качества: Проверка размеров, твердости, структуры и других параметров инструмента на соответствие требованиям стандартов и технических условий.
   • Маркировка: Нанесение маркировки на инструмент с указанием марки стали, размеров и других данных.
   • Упаковка: Упаковка готового инструмента для транспортировки и хранения.
3. Механообработка (использование инструмента):
   • Точение: Обработка деталей на токарных станках с использованием резцов из стали Р18Ф5.
   • Фрезерование: Обработка деталей на фрезерных станках с использованием фрез из стали Р18Ф5.
   • Сверление: Сверление отверстий в деталях с использованием сверл из стали Р18Ф5.
   • Развертывание: Окончательная обработка отверстий с использованием разверток из стали Р18Ф5.
   • Нарезание резьбы: Нарезание внутренней и внешней резьбы с использованием метчиков и плашек из стали Р18Ф5.
   • Шлифование: Шлифование деталей абразивными кругами.
   • Контроль качества: Проверка размеров, формы и качества обработанных деталей.

В заключение, сталь Р18Ф5 – это высококачественная инструментальная сталь, широко используемая для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях высоких скоростей резания и повышенных температур. Ее высокая твердость, износостойкость и теплостойкость делают ее незаменимой во многих отраслях промышленности.