Сталь Р6М5 — состав, характеристики, применение, заточка, обработка

Сталь Р6М5, иногда ее называют быстрорез (быстрорежущая) или самокал, относится к разряду инструментальных сталей. Наличие в этой стали легирующих элементов, а расшифровка Р6М5, говорит о том что в ее массовом объеме содержится порядка 6% вольфрама и 5% молибдена. Кстати, буква Р, показывает, что эта сталь относится к быстрорежущим. Существуют импортные аналоги — М2 ( США AISI/ASTM). Маркировка импортных сталей начинается с аббревиатуры HSS, ее расшифровка звучит так — высокоскоростная сталь.

Нормативная база

Производители стали Р6М5 должны руководствоваться рядом ГОСТ и ТУ, которые определяют сортамент выпускаемых изделий, химический состав, порядок контроля и приемки готовой продукции. Вся сталь, которая поступает на внутренний рынок из-за рубежа, должна соответствовать их требованиям.

Один из основополагающих документов это ГОСТ 19265-73. Именно в нем определены базовые требования к этой стали.

Расшифровка — что обозначают символы маркировки?

Каков же смысл аббревиатуры Р6М5 – расшифровки стали по буквам? Такие обозначения оказались наследием советских времен.

Буква «Р» — это обозначение быстрорежущих сталей. Слово взято из транскрипции английского «rapid»», переводящегося, как «быстрый».

Цифра за буквой «Р» обозначает процентное содержание в сплаве вольфрама. Для описываемой марки оно колеблется в районе 6% с небольшими отклонениями.

Далее идет буква «М», обозначающая присутствие в сплаве молибдена. Параметр, стоящий рядом – доля присутствия вещества в составе.

Кроме Mo, быстрорежущие стали могут содержать в своей маркировке такие обозначения: «К» — кобальт, «Ф» — ванадий, «Т» — титан, «Ц» — цирконий.

Анализируя далее аббревиатуру Р6М5, расшифровка стали может включать дополнительные буквы. Если металл получили путем электрошлакового переплава, появляется номенклатура «Ш» (Р6М5-Ш). С внедрением новых технологий Р6М5 расшифровка стала встречаться и в такой интерпретации, Р6АМ5. Это означает легирование азотом, которое происходит на этапе охлаждения сплава после разогрева его до температуры закаливания (подробнее ниже). Такую сталь используют при изготовлении фрезерных кругов.

Сверло японской фирмы Nachi из стали HSS

Импортные аналоги быстрорезов маркируют, как HSS, что означает High Speed Steel, в буквальном переводе, это высокоскоростная сталь, а аналоги Р6М5 это стали:

• 1.3343 (Германия DIN);

• S600/S601 (стандарт Д-016);

• М2 (США ПО стандарты AISI/ASTM).

ГОСТ и ТУ стали Р6М5

Сталь Р6М5 описывается сразу несколькими ГОСТ и ТУ. В каждом из них содержатся изделия и технические требования к ним. Несмотря на переход металлопроката на твердые сплавы, Р6М5 характеристики удерживают эту марку в поле зрения многих сталелитейных производств. Все еще остаются востребованными следующие изделия, описанные соответствующими ГОСТами или ТУ:

• холодно-деформированные фасонные профили высокой точности ТУ 14-11-245-88;

• кованные круги или квадраты, сортамент — ГОСТ 1133-7;

• горячекатаные круги — ГОСТ 2590- 88;

• калиброванный пруток — ГОСТ 7417-75;

• прутки и полосы — ГОСТ 19265-73 (марка стали Р6М5К5);

• круги со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955-77;

• вероятно, остались еще ГОСТ, не вошедшие в список.

Этих стандартов придерживаются и до сих пор на многих предприятиях России.

Плюсы

Сталь р5м5 для ножей обладает следующими достоинствами:

• Возможность нарезать твёрдые и неоднородные материалы – разрезание костной и хрящевой ткани.
• На качество заточки не влияет скорость нарезки – сочетание вольфрама и углерода – подходит для тонкой нарезки твёрдых фруктов, овощей (редька, айва).
• Ножи из стали р6м5 практически не затупляются при нарезке лука, лимона, чего нельзя сказать о других сплавах. после работы с данными продуктами незамедлительно ополоснуть под проточной водой и вытереть насухо.
• Нож не соскакивает при нарезке привядших продуктов, сухожилий.
• Долговечность – высокое содержание молибдена.
• Сохранение остроты клинка при температуре более 300°C.
• Повышенная стойкость к одномоментным механическим воздействиям, в том числе вибрации.
• Простота в уходе – для очистки лезвия нет необходимости использовать специальные средства.
• Быстрота заточки на токарном оборудовании. Возможность приступать к эксплуатации, не дожидаясь полного охлаждения сплава.
• Высокое содержание кремния снижает к минимуму риск разрушения клинка при кислотном или щелочном воздействии в среде с низкой влажностью воздуха – возможность использования для нарезки стройматериалов.
• Высокая огнестойкость – выдерживает кратковременный контакт с открытым пламенем – окалину смывать после охлаждения в естественных условиях.
• Отсутствие диффузионных свойств – частицы обрабатываемого материала не проникают в структуру клинка, легко смываются проточной водой (молибден. идеальный вариант для разделки туш крупного рогатого скота.).
• Лёгкая дезинфекция продуктов питания при их нарезке, разделывании – марганец.
• Малая масса сплава позволяет быстро менять направления воздействия, повышение точности нарезки.
• Стойкость кристаллической решётки – возможность использования для работы в среде электрического и электромагнитного поля низкой напряжённости.
• Сохранение качества заточки при значительных одномоментных повышениях температуры.

Характеристика Р6М5

Среди ключевых свойств Р6М5 можно назвать:

• склонность к обезуглероживанию;

• стойкость к износу;

• высокую вязкость.

Ко всему прочему, она хорошо обрабатывается на шлифовальном оборудовании.

Все, вышеперечисленные характеристики, позволяют использовать ее при производстве инструментальной продукции самого широкого применения, который может быть использован для работы с конструкционными, в том числе и легированными сталями.

Чаще всего Р6М5 применяют при производстве протяжек, прошивок, токарных резцов, фрез и пр.

Иногда Р6М5 называют вольфрамомолибденовой сталью. Она в состоянии сохранять свои свойства даже при работе в условиях высоких температур. В качестве примера можно сказать что после проведения термической обработки ее твердость остается неизменной.

Перечисленные характеристики предопределили ее использование как стали, применяемой для работы в условиях высоких температур.

Еще одно качество стали Р6М5 — это то, что она хорошо держит заточку. Ко всему прочему, эта сталь хорошо выдерживает нагрузки ударного действия. Это позволяет ее использование в качестве сверл, разверток и другой инструментальной продукции.

Тонкости термической обработки

Термическая обработка Р6М5 имеет ряд технологических тонкостей. Они связаны со свойством этой стали к обезуглероживанию и временем необходимым для нагрева до температуры закалки. Она составляет 1230 градусов Цельсия и в процессе нагрева делают отпуск по достижении 200 и 30 градусов, время на эти промежуточные операции составляет один час. Далее, нагрев останавливают на уровне 690, 860 и 1230 градусов. Первые две остановки длятся по три минуты, последние девяносто секунд.

Довольно сложный процесс закаливания не может не отразиться на цене сплава и характеристиках материала.

По достижении заданной температуры в 1230 градусов, Р6М5 охлаждают с применением селитры, масла и воздуха. После этого, производят отпуск на уровне температуры в 560 градусов. Время выдержки составляет полтора часа. В точках отпуска, в сплав добавляют легирующие добавки, которые и и придают изделию необходимую твердость.

Перед началом всех видов термической обработки, сталь необходимо отжечь. Эта операция обеспечивает снижение хрупкости, но при этом сохраняя его прочностные параметры.

Минусы

Основной недостаток – из-за низкого содержания хрома сплав подвержен коррозии. Чем выше температура, тем быстрее проходят деструктивные процессы.

Другие минусы:

• Тонкая острая режущая кромка, даже при незначительном надавливании, приводит к повреждению мягких тканей – высокая вероятность причинения травм, не подходит для тропических фруктов с нетвёрдой кожицей, твёрдой костью (манго, авокадо – риск попадания сколов кости в мякоть).
• Качество заточки снижается при частом одномоментном охлаждении – резкое высвобождении энергии вольфрама воздействует на атомы других элементов кристаллической решётки.
• Потеря качества заточки при прекращении эксплуатации на длительный срок.
• Потеря свойств при длительных воздействиях отрицательных температур в среде с высокой влажностью. сокращение срока эксплуатации при обледенении разморозки. если такое случилось – постепенно размораживать в маслянистом некислотном растворе. аккуратно очистить от налёта. во время первой, после избавления от наледи, эксплуатации, нагревать постепенно.
• Сложность ручной обработки – без токарного оборудования затруднительно самостоятельно заточить клинок.
• При ручной заточке не рекомендуется резать песочное тесто – 1 край крошится, другой стягивается.
• Вопреки основному целевому назначению, ручная быстрая резка без надлежащей подготовки может привести к получению травмы. Это касается и работы не под прямым углом.
• Такими ножами не получится отделять продукты разнородной плотности (филе рыбы от кости).

Применение Р6М5 в производстве и быту

Р6М5 часто применяют для производства ножей, причем как в серийном производстве, так и в быту. Надо отметить, что правильно заточенный нож справляется практически любым материалом, в интернете можно найти видео где видно как нож, произведенный из этой марки, режет пластину из металла.

Несмотря на высокую цену, ножи из Р6М5 весьма популярны в быту, но проблема заключается в том, изделие из этой стали сложно заточить и поэтому чаще всего такой нож можно встретить у охотников, туристов и пр.

Практически в каждом доме можно встретить электроинструмент, а вот вся технологическая оснастка и инструмент выполняется из Р6М5.

Сверла из этой стали применяют для различных работ по дому. Из этого сплава производят такие изделия, как:

• простые сверла, заточенные с одной стороны;
• выполненные в виде коронки, они предназначены для гипсокартона;
• с концовкой, выполненной в форме копья.

Конечно, из этой стали производят и сверла для работы с металлом.

В промышленности, Р6М5, применяют для изготовления различного инструмента, например:

• развертки;

• плашки (лерки);

• долбежные резцы;

• полотна для ручных и механических ножовок.

Особенности заточки

Изделия из Р6М5 подвергаются периодическому затуплению. Сразу можно сказать, что обыкновенные круги, выполненные из электрокорунда, вряд ли помогут выполнить заточку. Для этого целесообразно применять абразивы, изготовленные на основании эльбора.

Для заточки и правки применяют круги плоского профиля (ПП), а также чашечные. Но заточка кругами на основе эльбора имеет свои недостатки, выражающиеся в некачественной чистоте поверхности и появлению изменений в структуре металла.

Для достижения максимального эффекта от заточки Р6М5 рекомендовано выполнять заточку в два захода:

• предварительная, для этого применяют круги с зерном 40;
• чистовая, для этого используют круги с зерном 25 — 16.

Закалка стали

Термическая обработка р6м5 имеет ряд особенностей, связанных со свойствами данной марки касающихся обезуглероживания и длительности нагрева под закалку. Сначала делают отпуск при 200 и 300 градусах по часу на каждый. Затем по 3 минуты обработка при 690 и 860 градусах, а затем полторы минуты идет обработка при температуре 1230 градусов. После чего металл охлаждается до неравновесного состояния в селитре, масле и на воздухе.

В дальнейшем применяют троекратный отпуск при 560 градусах при полуторачасовой выдержке. На этих стадиях добавляются легирующие элементы с образованием карбида для создания достаточной прочности. Необходимо также производить предварительный отжиг, что избавляет металл от хрупкости и придает дополнительную прочность.

Сортамент и нормативная документация

Выплавка стали и изготовление проката должно осуществляться в соответствии с требованиями Государственного стандарта. Основным нормативным документом, которым руководствуются сталелитейщики, является ГОСТ 19265-73. А в качестве основных видов металлопроката выступает следующее:

• кованые и горячетканые круги;
• круги, имеющие специфическое покрытие;
• прутки и полосы;
• калиброванные прутки;
• высокоточные фасонки;
• квадратный профиль.

Существуют и другие виды проката, регламентируемые ГОСТом.

Особенности термической обработки

Инструментальная сталь Р6М5 относится к самозакаливающимся видам. Но чтобы добиться высоких прочностных показателей, в процессе ее производства важно соблюдать технологию обработки.

Термообработка проводится в несколько этапов. Первоначально сталь нагревают в соляной ванне при температуре 500°С и 850°С. В таких температурных режимах ее выдерживают в течение 15-20 секунд.

Далее производят нагрев материала при температуре 1280°С. Время нагрева рассчитывается исходя из толщины проката. На каждый миллиметр металла требуется 10 секунд закалки. Для улучшения свойств материала производят отпуск в течение 3-х часов с понижением температуры до 580°С.

Преимущества и недостатки

Сталь Р6М5 имеет определенные плюсы и минусы. К преимуществам материала, как уже говорилось выше, относится твердость, сохраняемая даже при сильном нагреве. В отличие от сталей других марок, сталь Р6М5 не теряет прочностных характеристик даже при безостановочном бурении на высоких оборотах. Она устойчива к повреждениям при механическом и динамическом воздействии.

Режущие инструменты долго сохраняют качество заточки. С их помощью удается разрезать твердые материалы. Сталь хорошо поддается обработке на шлифовальном оборудовании.

К недостаткам можно отнести невозможность заточки ножей в бытовых условиях. Не рекомендовано применение этого материала и для сварных конструкций.

Как точить изделия быстрорезы

Подобная продукция подвержена износу и затуплению. Зная сталь Р6М5, характеристики и ее применение, можно предположить, что обычные шлифовальные круги из электрокорунда не смогут справиться с задачей, что, собственно, подтверждается практикой. Поверхность, подвергнутая заточке, остается шероховатой, а режущие качества уже не приближаются к первоначальным. Поэтому для возвращения товарных свойств рекомендуют отдавать изделия в заточку, где применяются круги из эльбора.

Заточка сверла

Аналоги

Р6М5 – это российская марка стали. Она имеет множество зарубежных аналогов. К их числу относятся:

•  T11302 (США);
• SKH51 (Япония);
• 3343 (Англия);
• Z85WDCV (Франция);
• HS6-5-2, S6-5-2S (Германия);
• SW7M (Польша).

Аналоги Р6М5 ГОСТу также должны соответствовать.

Соблюдение точной технологии в процессе выплавки и термообработки улучшает прочностные характеристики стали Р6М5, и применение изготовленных из нее изделий становится долговечным.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...