Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная быстрорежущая Р9К10

Сталь инструментальная быстрорежущая марки Р9К10: описание, свойства и применение

Сталь Р9К10 – высоколегированная быстрорежущая сталь, предназначенная для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях повышенных температур и высоких скоростей резания. Она отличается высокой износостойкостью, теплостойкостью и прочностью, что позволяет использовать ее для обработки труднообрабатываемых материалов. Наличие в составе кобальта и повышенного содержания вольфрама обеспечивает стали Р9К10 превосходные режущие свойства и долговечность.

Обозначение и расшифровка:

• Р – указывает на принадлежность к классу быстрорежущих сталей.
• 9 – среднее содержание вольфрама (W) в процентах (около 9%).
• К – указывает на наличие кобальта (Co).
• 10 – среднее содержание кобальта (Co) в процентах (около 10%).

Химический состав стали Р9К10

Химический состав стали Р9К10 строго регламентируется соответствующими стандартами. Точное соблюдение процентного содержания элементов обеспечивает необходимые свойства и характеристики материала.

Элемент	% (массовая доля)
Углерод (C)	0.90 - 1.00
Хром (Cr)	3.80 - 4.40
Вольфрам (W)	8.50 - 9.50
Ванадий (V)	2.00 - 2.60
Молибден (Mo)	1.20 - 1.70
Кобальт (Co)	9.50 - 10.50
Кремний (Si)	до 0.50
Марганец (Mn)	до 0.50
Фосфор (P)	до 0.030
Сера (S)	до 0.030

Примечание: Данные по химическому составу могут незначительно отличаться в зависимости от конкретного стандарта или производителя.

Механические свойства стали Р9К10

Механические свойства стали Р9К10 обеспечивают ее высокую производительность и надежность в условиях интенсивной эксплуатации.

Свойство	Значение
Твёрдость после закалки и отпуска (HRC)	65-69
Предел прочности на изгиб, σизг (МПа)	4000-4500
Температура начала интенсивного окалинообразования	600-620 °C
Ударная вязкость, KCU (Дж/см²)	Не нормируется, однако, как правило, ниже, чем у сталей без кобальта, из-за повышенной твердости и склонности к охрупчиванию.

Примечание: Механические свойства могут изменяться в зависимости от термической обработки и других факторов.

Физические свойства стали Р9К10

Физические свойства стали Р9К10 важны для понимания ее поведения в различных условиях эксплуатации.

Свойство	Значение
Плотность, ρ (кг/м³)	8200 - 8300
Теплопроводность, λ (Вт/(м·К))	19 - 24 (зависит от температуры)
Коэффициент линейного расширения, α (1/°C)	11 - 12 x 10-6 (в диапазоне температур 20-100 °C)
Удельная теплоемкость, c (Дж/(кг·К))	420 - 460 (зависит от температуры)
Модуль упругости, E (ГПа)	210 - 230

Примечание: Физические свойства могут незначительно отличаться в зависимости от микроструктуры и температуры.

Области применения стали Р9К10

Благодаря своим уникальным свойствам, сталь Р9К10 находит широкое применение в различных отраслях промышленности. Она используется для изготовления инструментов, предназначенных для обработки материалов с высокой прочностью и твердостью, а также для работы на высоких скоростях резания.

Основные области применения:

• Металлообработка:
  • Черновые и получистовые зуборезные инструменты для обработки высокопрочных и термически упрочненных сталей.
  • Инструменты для обработки нержавеющих и жаропрочных сталей.
  • Инструменты для обработки титановых сплавов.
  • Метчики, плашки, фрезы, сверла, развертки, протяжки для обработки высокопрочных материалов.
  • Инструмент для автоматических линий и станков с ЧПУ.
• Машиностроение:
  • Изготовление инструмента для обработки деталей машин и механизмов, работающих в условиях высоких нагрузок и температур.
  • Производство инструмента для обработки деталей из труднообрабатываемых сплавов, применяемых в авиационной и космической промышленности.
• Инструментальное производство:
  • Производство высокопроизводительного режущего инструмента для серийного и массового производства.
  • Изготовление инструмента специального назначения для обработки деталей сложной формы.
• Деревообработка:
  • Фрезы и ножи для обработки твердых пород дерева.
• Производство пластиков и композитов:
  • Инструмент для обработки абразивных пластиков и композитных материалов.

Преимущества использования стали Р9К10:

• Высокая износостойкость: Обеспечивает длительный срок службы инструмента и снижает затраты на его замену.
• Высокая теплостойкость: Позволяет работать на высоких скоростях резания без потери режущих свойств.
• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость инструмента к деформации и разрушению при высоких нагрузках.
• Превосходные режущие свойства: Обеспечивают высокую производительность обработки и качество поверхности.

Ограничения использования стали Р9К10:

• Повышенная хрупкость: Сталь Р9К10 более хрупкая по сравнению с другими быстрорежущими сталями, особенно при низких температурах.
• Сложность обработки: Требует специальных режимов термической обработки и шлифовки.
• Более высокая стоимость: По сравнению с другими быстрорежущими сталями, сталь Р9К10 имеет более высокую стоимость из-за содержания кобальта.

Виды металлопроката из стали Р9К10

Сталь Р9К10 поставляется в различных видах металлопроката, предназначенных для изготовления различных видов режущего инструмента.

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления сверл, фрез, разверток, метчиков и другого осевого инструмента.
• Полоса: Используется для изготовления плоских фрез, ножей и других режущих элементов.
• Квадрат: Используется для изготовления токарных резцов и другого инструмента с прямоугольным сечением.
• Проволока: Используется для изготовления мелкого инструмента и специальных режущих элементов.
• Поковки и штамповки: Используются для изготовления крупногабаритного инструмента и деталей сложной формы.

Нормативные документы (ГОСТы) на сталь Р9К10 и металлопрокат из нее

Сталь Р9К10 и металлопрокат из нее регламентируются рядом государственных стандартов (ГОСТов), которые определяют требования к химическому составу, механическим свойствам, размерам и другим характеристикам.

Основные ГОСТы:

• ГОСТ 19265-73 "Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия" - определяет общие технические требования к пруткам и полосам из быстрорежущих сталей, включая сталь Р9К10. Этот ГОСТ содержит требования к химическому составу, механическим свойствам, микроструктуре, качеству поверхности и допускам по размерам. Он также устанавливает методы контроля и испытаний.
• ГОСТ 5952-73 "Сталь инструментальная легированная и высоколегированная. Марки" - устанавливает марки и химический состав инструментальных легированных и высоколегированных сталей, включая сталь Р9К10.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент" - определяет сортамент (размеры и формы) горячекатаного круглого проката из различных марок стали, включая быстрорежущие стали.
• ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент" - определяет сортамент полос горячекатаных и кованых из инструментальной стали.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент" - определяет сортамент квадратного проката.
• ГОСТ 1435-99 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия" - хотя прямо не относится к легированной стали Р9К10, может содержать полезную информацию о требованиях к качеству поверхности и допускам.
• ГОСТ 7831-78 "Проволока из быстрорежущей стали. Технические условия"
• ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент"

Важно: При использовании стали Р9К10 необходимо руководствоваться действующими редакциями ГОСТов.

Применение указанных ГОСТов гарантирует соответствие продукции установленным требованиям и обеспечивает надежность и долговечность инструмента, изготовленного из стали Р9К10.

Операции в цехах с использованием материалов из стали Р9К10

Сталь Р9К10 используется в различных цехах на предприятиях, занимающихся металлообработкой, машиностроением и инструментальным производством. Она применяется для изготовления инструмента, который, в свою очередь, используется для выполнения широкого спектра операций.

Основные операции в цехах, где применяется инструмент из стали Р9К10:

• Механическая обработка (механообработка):
  • Токарная обработка: Изготовление деталей вращения на токарных станках с использованием резцов из стали Р9К10. Операции включают обточку, расточку, подрезку торцов, нарезание резьбы.
  • Фрезерная обработка: Обработка плоских и фасонных поверхностей, канавок, пазов, зубьев на фрезерных станках с использованием фрез из стали Р9К10.
  • Сверление: Получение отверстий различного диаметра и глубины с использованием сверл из стали Р9К10.
  • Развертывание: Чистовая обработка отверстий для повышения точности и качества поверхности с использованием разверток из стали Р9К10.
  • Зенкерование и зенкование: Обработка отверстий для получения фасок, углублений под головки крепежных элементов с использованием зенкеров и зенковок из стали Р9К10.
  • Протягивание: Получение отверстий сложной формы или обработка наружных поверхностей с использованием протяжек из стали Р9К10.
  • Зубонарезание: Нарезание зубьев зубчатых колес, шестерен и других деталей зубчатых передач с использованием зуборезного инструмента из стали Р9К10 (зуборезные фрезы, долбяки).
  • Шлифование: Финишная обработка поверхностей для достижения высокой точности и качества поверхности с использованием шлифовальных кругов, обработанных инструментом из стали Р9К10 (для правки кругов).
• Инструментальный цех:
  • Изготовление режущего инструмента: Полный цикл производства режущего инструмента (сверл, фрез, резцов, метчиков, плашек, разверток, протяжек и др.) из заготовок из стали Р9К10. Операции включают:
    • Резку заготовок на отрезных станках.
    • Предварительную механическую обработку (токарную, фрезерную).
    • Термическую обработку (закалку и отпуск) для достижения требуемой твердости и износостойкости.
    • Шлифовку для придания окончательной формы и размеров.
    • Заточку режущих кромок.
    • Контроль качества и маркировку.
• Термический цех:
  • Термическая обработка инструмента: Закалка и отпуск режущего инструмента из стали Р9К10 для достижения оптимальных механических свойств (твердости, износостойкости, прочности).
• Ремонтный цех:
  • Восстановление режущего инструмента: Заточка, переточка, восстановление геометрии режущих кромок инструмента из стали Р9К10, пришедшего в негодность в процессе эксплуатации.
• Цех металлоконструкций:
  • Обработка сварных швов: Удаление излишков металла и придание швам необходимой формы с использованием абразивного инструмента (шлифовальных кругов, зачистных дисков), изготовленного с применением материалов, обработанных инструментом из стали Р9К10.
  • Подготовка кромок под сварку: Снятие фасок и зачистка кромок металлических деталей перед сваркой с использованием фрез и других инструментов из стали Р9К10.

В каждом из этих цехов правильный выбор и применение инструмента из стали Р9К10 позволяет повысить производительность, снизить затраты и обеспечить высокое качество продукции. Важно соблюдать режимы резания и правила эксплуатации инструмента, а также своевременно проводить его заточку и замену.