Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная быстрорежущая Р9Ф5

Сталь инструментальная быстрорежущая марки Р9Ф5: описание, свойства и применение

Сталь Р9Ф5 – это высоколегированная инструментальная быстрорежущая сталь, относящаяся к группе вольфрамомолибденовых сталей с добавлением ванадия и кобальта. Она сочетает в себе высокую износостойкость, красностойкость и прочность, что делает ее востребованной в различных отраслях промышленности для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях высоких скоростей резания и повышенных температур.

Химический состав стали Р9Ф5

Химический состав стали Р9Ф5 строго регламентируется ГОСТ 19265-73 "Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия". Ниже представлена таблица химического состава с указанием процентного содержания элементов:

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.87 - 0.95
Кремний (Si)	≤ 0.50
Марганец (Mn)	≤ 0.50
Никель (Ni)	≤ 0.40
Сера (S)	≤ 0.030
Фосфор (P)	≤ 0.030
Хром (Cr)	3.80 - 4.40
Вольфрам (W)	8.50 - 9.50
Молибден (Mo)	1.20 - 1.70
Ванадий (V)	1.90 - 2.60
Кобальт (Co)	4.50 - 5.50
Медь (Cu)	≤ 0.30
Железо (Fe)	Остальное

Расшифровка обозначения марки стали Р9Ф5:

• Р – указывает на принадлежность стали к группе быстрорежущих сталей.
• 9 – приблизительное содержание вольфрама (W) в процентах.
• Ф – указывает на наличие ванадия (V) в стали.
• 5 – приблизительное содержание ванадия (V) в процентах.

Механические свойства стали Р9Ф5

Механические свойства стали Р9Ф5 зависят от режима термической обработки (закалки и отпуска). При оптимальной термической обработке достигаются следующие значения:

Свойство	Значение
Твёрдость HRCэ (после закалки и отпуска)	63-66
Предел прочности при изгибе, σизг (после закалки и отпуска)	3000 - 3500 МПа
Ударная вязкость, KCU (после закалки и отпуска)	20 - 30 Дж/см2
Красностойкость	620-640 °С

 

Важно отметить: Указанные значения являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от конкретной партии стали, технологии термической обработки и размеров заготовки.

Расшифровка обозначений механических свойств:

• HRCэ – твердость по Роквеллу, шкала C. Характеризует сопротивление материала вдавливанию индентора (алмазного конуса).
• σ_изг – предел прочности при изгибе. Определяет максимальное напряжение, которое материал выдерживает при изгибе до разрушения.
• KCU – ударная вязкость. Характеризует способность материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Измеряется в Дж/см².
• Красностойкость - способность стали сохранять высокую твердость и режущие свойства при высоких температурах, возникающих в процессе резания.

Физические свойства стали Р9Ф5

Физические свойства стали Р9Ф5 также важны для понимания ее поведения в различных условиях эксплуатации.

Свойство	Значение
Плотность	8200 кг/м³
Модуль упругости	210 ГПа
Коэффициент теплопроводности	19 Вт/(м·К)
Коэффициент линейного термического расширения (α)	11.5 * 10-6 / °C (в диапазоне 20-100 °C)
Удельная теплоемкость	420 Дж/(кг·К)
Электрическое сопротивление	0.27 - 0.32 Ом·мм²/м

Расшифровка обозначений физических свойств:

• Плотность – масса вещества в единице объема.
• Модуль упругости – характеристика сопротивления материала упругой деформации при растяжении или сжатии.
• Коэффициент теплопроводности – способность материала проводить тепло.
• Коэффициент линейного термического расширения (α) – изменение линейных размеров материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.
• Удельная теплоемкость – количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг вещества на 1 градус Цельсия.
• Электрическое сопротивление - способность материала оказывать сопротивление прохождению электрического тока.

Сферы применения стали Р9Ф5

Сталь Р9Ф5 широко используется для изготовления различного режущего инструмента, предназначенного для обработки конструкционных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугуна и других материалов. К основным сферам применения относятся:

• Производство металлорежущего инструмента:
  • Метчики: Для нарезания внутренней резьбы в отверстиях.
  • Фрезы: Различных типов и размеров для обработки плоскостей, пазов, контуров и других поверхностей. Особенно эффективны при обработке закаленных сталей и сплавов.
  • Развертки: Для чистовой обработки отверстий и придания им точного размера и формы.
  • Зенковки: Для обработки отверстий под потайные головки винтов и заклепок.
  • Протяжки: Для обработки внутренних поверхностей сложной формы.
  • Зуборезный инструмент: Для нарезания зубьев зубчатых колес и других зубчатых деталей.
  • Сверла: Для сверления отверстий в различных материалах.
  • Токарные резцы: Для обработки деталей на токарных станках.
  • Инструмент для обработки дерева: Ножи для фрез, пилы.
• Производство инструмента для обработки пластмасс:
  • Формы для литья под давлением.
  • Экструзионные головки.
• Изготовление штампов и пресс-форм (для некоторых видов).
• Производство инструмента для обработки камня.
• Изготовление инструмента для обработки кожи и текстиля.

Благодаря высокой износостойкости и красностойкости, инструмент из стали Р9Ф5 сохраняет свои режущие свойства при высоких температурах, возникающих в процессе обработки, что позволяет повысить производительность и качество обработки.

Виды металлопроката из стали Р9Ф5

Сталь Р9Ф5 поставляется в виде различных видов металлопроката, что позволяет подобрать оптимальный вариант для изготовления конкретного инструмента:

• Прутки: Круглые, квадратные, шестигранные. Используются для изготовления большинства видов режущего инструмента.
• Полосы: Прямоугольного сечения. Применяются для изготовления ножей, резцов и других плоских инструментов.
• Поковки: Заготовки сложной формы, полученные методом ковки. Используются для изготовления крупных и сложных инструментов.
• Листовой прокат (редко): Может использоваться для изготовления некоторых видов штампов и пресс-форм.
• Проволока (редко): Для изготовления мелкого инструмента и специальных целей.

ГОСТы, ссылающиеся на сталь Р9Ф5 или металлопрокат из нее

Существует ряд ГОСТов, которые регламентируют требования к стали Р9Ф5 и металлопрокату из нее, а также к инструментам, изготовленным из этой стали. Основные из них:

• ГОСТ 19265-73 "Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия" – определяет требования к химическому составу, механическим свойствам, качеству поверхности и другим характеристикам прутков и полос из быстрорежущей стали, включая Р9Ф5. Это основной документ, регламентирующий требования к материалу.
• ГОСТ 5952-73 "Сталь инструментальная легированная и высоколегированная. Сортамент" – определяет сортамент (размеры и формы) прутков и полос из инструментальных сталей, включая Р9Ф5.
• ГОСТ 2839-80 "Метчики машинные. Конструкция и размеры" - определяет конструкцию и размеры машинных метчиков, которые могут изготавливаться из стали Р9Ф5.
• ГОСТ 2679-93 "Фрезы цилиндрические трехсторонние. Конструкция и размеры" - определяет конструкцию и размеры цилиндрических трехсторонних фрез, которые могут изготавливаться из стали Р9Ф5.
• ГОСТ 16274-70 "Развертки ручные цилиндрические. Конструкция и размеры" - определяет конструкцию и размеры ручных цилиндрических разверток, которые могут изготавливаться из стали Р9Ф5.
• ГОСТ 22737-77 "Зенковки цилиндрические для обработки отверстий под крепежные детали. Размеры" - определяет размеры зенковок цилиндрических для обработки отверстий под крепежные детали, которые могут изготавливаться из стали Р9Ф5.
• ГОСТ 2675-70 "Резцы токарные проходные отогнутые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры" (в части выбора стали для державки резца). Хотя сам режущий элемент может быть из твердого сплава, державки (корпуса) резцов часто изготавливаются из инструментальных сталей, включая Р9Ф5.
• ГОСТ 9378-93 "Шероховатость поверхности. Параметры. Методы и приборы для определения" (применяется для контроля качества поверхности инструмента, изготовленного из стали Р9Ф5).

Важно отметить: При выборе стали Р9Ф5 и металлопроката из нее необходимо руководствоваться требованиями соответствующих ГОСТов и технических условий, чтобы обеспечить соответствие материала требованиям конкретного применения.

Операции в цехах, производящиеся с использованием материалов из стали Р9Ф5

Сталь Р9Ф5, благодаря своим уникальным свойствам, находит широкое применение в различных операциях в цехах машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий. Инструмент, изготовленный из этой стали, используется для выполнения следующих операций:

• Токарная обработка: Обработка деталей вращением на токарных станках. Резцы из стали Р9Ф5 применяются для обточки, подрезки, расточки и других операций. Особенно эффективны при обработке закаленных сталей и сплавов.
• Фрезерная обработка: Обработка деталей вращающимися фрезами на фрезерных станках. Фрезы из стали Р9Ф5 применяются для обработки плоскостей, пазов, контуров и других поверхностей.
• Сверление: Создание отверстий в деталях с помощью сверл. Сверла из стали Р9Ф5 применяются для сверления отверстий в различных материалах, включая твердые стали и сплавы.
• Нарезание резьбы: Создание внутренней и внешней резьбы на деталях с помощью метчиков и плашек. Метчики из стали Р9Ф5 применяются для нарезания резьбы в отверстиях.
• Развертывание: Чистовая обработка отверстий для придания им точного размера и формы с помощью разверток. Развертки из стали Р9Ф5 применяются для получения высокоточных отверстий.
• Зенкование: Обработка отверстий под потайные головки винтов и заклепок с помощью зенковок. Зенковки из стали Р9Ф5 применяются для создания углублений под головки крепежных элементов.
• Протягивание: Обработка внутренних поверхностей сложной формы с помощью протяжек. Протяжки из стали Р9Ф5 применяются для получения сложных профилей отверстий.
• Зубонарезание: Нарезание зубьев зубчатых колес и других зубчатых деталей с помощью зуборезного инструмента. Инструмент из стали Р9Ф5 используется для нарезания зубьев на зуборезных станках.
• Шлифование: Финишная обработка деталей абразивными кругами для достижения высокой точности и гладкости поверхности. Хотя шлифовальные круги не изготавливаются из стали Р9Ф5, инструмент из этой стали используется для предварительной обработки деталей перед шлифованием.

В заключение, сталь Р9Ф5 является универсальным и надежным материалом для изготовления режущего инструмента, способного выдерживать высокие нагрузки и температуры. Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам, она обеспечивает высокую производительность и качество обработки в различных отраслях промышленности. Правильный выбор режима термической обработки и соблюдение требований ГОСТов являются ключевыми факторами для обеспечения оптимальных свойств инструмента из стали Р9Ф5.