Быстрорежущая сталь (HSS) — это специализированный инструментальный материал, предназначенный для изготовления сверл, фрез, токарных резцов, ленточных пил и других режущих инструментов, работающих с металлами и сплавами твердостью до 60–65 HRC. К основным маркам HSS относятся Р6М5, Р18, Р6М5К5, Р9.
Преимущества и недостатки быстрорежущей стали
Первое важное преимущество — устойчивость к износу за счет карбидной структуры. Карбидообразующие элементы (вольфрам 18–20 %, молибден 4–5 %, ванадий 1–2 %) в составе образуют твердые карбиды, которые препятствуют стиранию режущей кромки. Инструмент из быстрорежущей стали может выдерживать до 10 000–15 000 проходов по заготовке без заметного износа, в отличие от углеродистой, которая затупляется после 2 000–3 000 проходов.
Второе преимущество — сохранение твердости при высокой температуре. Быстрорежущая сталь сохраняет свою твердость при температурах до 600 °C. Инструментом можно резать металл на скорости до 35–40 м/с без потери формы режущей кромки. В отличие от углеродистой, HSS не требует постоянного охлаждения при интенсивной обработке.
К другим преимуществам быстрорежущей стали относятся:
- возможность работы с разными материалами и инструментами. HSS используется для сверл диаметром 2–50 мм, токарных резцов до 150 мм, фрез разных профилей, метчиков и протяжек. Металл также подходит для резки конструкционной стали до 45 HRC, чугуна до 220 HB и цветных металлов (латунь, медь, алюминий);
- продолжительный срок службы инструмента. Например, пильное полотно для ленточной пилы при резке конструкционной стали до 45 HRC сечением 50×50 мм способно выполнить 500–700 пропилов до заметного износа зубьев. Для сравнения, режущий инструмент из углеродистой стали в тех же условиях выдерживает лишь 50–100 пропилов;
- ударная вязкость. HSS выдерживает переменные нагрузки до 50–60 Дж/см², что исключает образование сколов на кромке при прерывистом резании. Это критично, например, при сверлении отверстий через листовую сталь с уже существующими отверстиями, при прерывистом фрезеровании или точении заготовок с неровной поверхностью.
Есть у быстрорежущей стали и недостатки:
- требуется специализированное оборудование для заточки. Инструмент из быстрорежущей стали нужно затачивать на точильных станках с охлаждением. Шлифовальный круг или ручной точильный камень не подходят, так как с ними сложно добиться точного угла заточки;
- ограничения по гибкости и длине элементов. Быстрорежущая сталь плохо переносит изгиб и вибрацию. Длинные сверла или зубья пил свыше 150–200 мм могут ломаться при боковой нагрузке или прерывистом резании;
- ограничения по работе с абразивными материалами. При резке высокоабразивных материалов (например, чугуна с песчаными включениями или некоторых нержавеющих сплавов) HSS изнашивается быстрее.
Что изготавливают из быстрорежущей стали
HSS используется для изготовления ручного и станочного инструмента в промышленности, строительстве, металлообработке:
- сверла (спиральные, ступенчатые, центровочные) — для точного сверления отверстий в стали до 60–65 HRC за один проход;
- фрезы (концевые, торцевые, дисковые) — для обработки плоскостей, пазов, профилей на высоких скоростях, фрезерования торцов и канавок, разделения заготовок;
- токарные резцы и расточные инструменты — для точного наружного и внутреннего точения, а также расточки отверстий в твердых сплавах;
- ленточные пилы и пильные полотна для металла — для резки стальных и цветных заготовок;
- метчики и плашки для нарезки резьбы — для нарезки резьбы в стальных и легированных изделий;
- промышленные ножи — для резки металлов, пластин, листовых материалов и сплавов в производстве, на линии обработки;
- развертки и зенкеры — для точного расширения и обработки уже просверленных отверстий;
- шаберы и режущие пластины для станков — для обработки сложных форм и профилей.
