БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ХРОМА

Быстрорежущая сталь, разработанная Тэйлором и сделавшая революцию в вопросах механической обработки резанием, занимает сейчас и в ближайшие годы будет еще занимать очень видное место в группе режущих сплавов, несмотря на значительный успех других режущих материалов на нежелезной основе (стеллиты и металло-керамические сплавы типа Видиа и др.).

Характерно, что столь прочное положение быстрорежущей стали имеет место при практически неизменном со времени Тэйлора составе ее. Вольфрам в количестве 14-19%, хром 3,5-4,5 и углерод 0,6-0,8% - вот что, в основном, определяет состав быстрорежущей стали.

Для более высококачественных марок характерно еще и введение от 0,5 до 2% (реже 2,5%) ванадия.

Уже делались попытки изменения состава быстрорежущей стали как с целью еще большего повышения ее качества, так и с целью ее удешевления, но результаты попыток по этим двум направлениям не одинаковы.

Введение в быстрорежущую сталь кобальта повело к улучшению свойств, но за счет удорожания и большей трудности в обработке.

Что же касается удешевления, то в настоящее время неизвестны удачные решения (если не считать удачных работ по частичной и даже полной замене вольфрама молибденом, так как по своей стоимости они примерно одинаковы).

В патентной литературе также можно встретить указания на суррогатирование быстрорежущей стали (например, герм. патенты №№300731, 310142 и др.), однако, нового они ничего не дали. В части из них предлагалось вводить в сталь такие дорогие добавки, как кобальт, в других же давались составы хотя и недорогие, но на практике себя не оправдавшие.

Предметом настоящего изобретения является сталь, близкая по свойствам к быстрорежущой стали и вместе с тем совершенно свободная от вольфрама и молибдена, т.е. весьма дешевая.

Как показали опыты в лабораторной и заводской обстановке, даже в самых трудных условиях, эта сталь приближается по стойкости к стали 18-4-1, т.е. к стали с 18% вольфрама, 4% хрома и 1% ванадия и во многих случаях превосходит сталь 18-4-0, т.е. ту же сталь, но без ванадия. Сравнительная стойкость предлагаемой стали иллюстрируется следующими примерами испытания в заводских условиях.

Пример 1. На токарном станке испытывались резцы 19×19 и 16×25 на стали твердости 225 по Бринеллю при скорости 56 м в минуту на стружке переменной глубины от 2,5 до 6 мм и подаче 0,5. Эти резцы показали стойкость, лучшую, чем быстрорежущая сталь.

Пример 2. Эти же резцы, поставленные на карусельном станке на плиту из мягкой стали размером 750×750 на скорость 34 м в минуту при подаче 0,26 и глубине резанья 3 мм, работали в условиях нормальной быстрорежущей стали. Резцы при испытании не уступают быстрорежущей стали.

Пример 3. На строгальном станке при работе на твердой стали на плитах длиной 2 м при глубине резанья 3,5 мм и подаче 0,6 мм испытуемые резцы стояли 4 часа без заточки и сняты без затупления, т.е. показали стойкость, равную быстрорежущей стали. Резцы не были посажены в этих условиях.

Другой особенностью предлагаемой марки является относительная легкость коагуляции карбидов в процессе термической обработки, что делает ее особо пригодной и в качестве марки стали для литого инструмента.

Состав предлагаемой марки в основном определяется следующим: C - 0,60-1,1%, Si - 1,2-2,6, Cr - 8-14.

Некоторое дальнейшее улучшение свойств получается при одновременном введении 0,5-2% ванадия.

Все опыты проводились со сталью, состав которой лежал в указанных выше пределах, но наилучшие результаты получены со сталью состава: C - 0,77, Si - 1,5, C - 9,42, V - 1,34, Mn - 0,39, S - 0,025, P - 0,013.

Следует отметить, что в указанные сплавы могут быть введены еще малые количества (до 2%) вольфрама, молибдена или кобальта, однако, могущие быть полученными за этот счет улучшения свойств не компенсируют заметного удорожания сплава, а потому не рекомендуются.