Инструментальные стали: свойства, характеристики и применение

Содержание:

• Виды по ГОСТу
• Для металлорежущего инструмента
• Сталь для матриц по отливке полимерных изделий (ГОСТ 1293)
• Быстрорежущие (ГОСТ 19265)
• Специальные инструментальные стали
• Высоколегированные
• Технические особенности
• Сферы применения

Инструментальная сталь – это специальный тип стальных сплавов, которые используют для производства металлообрабатывающих и прочих инструментов, включая резцы, сверла, и пилы, благодаря высоким показателям как твердости и прочности, так и устойчивости к износу, а также к коррозионному разрушению в агрессивных средах.

Виды по ГОСТу

Инструментальные стали классифицируют согласно российскому ГОСТу на несколько основных групп. В основе классификации их химический состав, механические свойства и назначение.

По химическому составу стальные сплавы разделяют на углеродистые марки и легированные, включая высоколегированные. По назначению – для режущего, штамповочного, измерительного и специального инструмента. Кроме того, существует и отдельная группа быстрорежущих марок стальных сплавов, обозначающихся в маркировке буквой «Р».

Для металлорежущего инструмента

• Для холодной металлообработки (ГОСТ 5950). Используют для производства режущего металлообрабатывающего инструмента, который работает в условиях низких и нормальных температур (резцы, пилы и т.п.).
• Для горячей обработки металла (ГОСТ 5950). Используют в производстве металлообрабатывающего инструмент, работа которого сопровождается воздействием повышенной температуры (оснастка для ковки, штамповки и других процессов горячей металлообработки).

Сталь для матриц по отливке полимерных изделий (ГОСТ 1293)

Данные марки инструментальных стальных сплавов предназначены для изготовления форм и матриц для литья пластмасс. Они отличаются достаточной твердостью и устойчивы к износу, что необходимо для работы с высокотемпературными пластмассами.

Быстрорежущие (ГОСТ 19265)

Высокоскоростная или быстрорежущая инструментальная сталь используется для производства инструмента, работающего на повышенных скоростных режимах резания (фрезы, сверла, резцы и т.п.). Они обладают повышенной твердостью и термической стабильностью.

Специальные инструментальные стали

Данная группа разработана для специфического применения, такого как производство резьбовых металлорежущих инструментов, а также деталей с повышенными требованиями к коррозионной стойкости в условиях определенных агрессивных сред и т.п.

Высоколегированные

Повышенные концентрации легирующих элементов, включая никель, хром, вольфрам, кобальт, ванадий и др., обеспечивают улучшенные механические свойства. Среди главных характеристик таких высоколегированных стальных сплавов: высокая твердость, прочность, коррозионная стойкость и устойчивость к износу.

Технические особенности

• Твердость. Инструмент сохраняет достаточную режущую способность и продуктивность работы даже после длительной эксплуатации под воздействием высоких нагрузок.
• Прочность. Инструментальная сталь выдерживает сильные механические нагрузки без разрушений и деформационных изменений в геометрии.
• Износостойкость инструмента позволяет ему длительное время сохранять высокую продуктивность работы при многократном использовании.
• Термостойкость дает возможность сохранять механические свойства даже при работе в условиях повышенных температур.
• Коррозиестойкость. В состав некоторых инструментальных сталей включены специальные легирующие компоненты, обеспечивающие им устойчивость к коррозии, что важно для работы в агрессивных средах.
• Обрабатываемость облегчает формовку, заточку и создание различных форм инструментов из инструментальных марок стали.

Сферы применения

• Металлообработка. Главное назначение инструментальных марок стали – производство металлообрабатывающего инструмента, включая токарные резцы, сверла, фрезы, пильное полотно, плашки, метчики и т.п.
• Деревообработка. Данные марки стальных сплавов также используют для производства деревообрабатывающего инструмента, включая пильное ленточное полотно и зубья цепных пил, строгало, сверла и пр.
• Штамповка и гибка. Матрицы штампов, гибочных станков и других металлообрабатывающих прессов также изготавливают из высокопрочных и устойчивых к деформационным деструктивным процессам марок инструментальной стали, способных выдерживать колоссальные механически нагрузки, изгибающие и деформирующие металл, но при этом не воздействующие на саму матрицу.
• Литье. Данные марки стальных термостойких сплавов используют для производства литейных форм и прочего оборудования, применяемого в условиях повышенной температуры в процессе литья металлов, стекла, полимеров и других материалов.

Инструментальные стали широко используют в автомобиле-, судо-, авиа- и станкостроении для изготовления специальной оснастки и инструментов или деталей машин, работающих в условиях сильных механических и термических нагрузок.

Высокие технико-эксплуатационные характеристики и особенности инструментальных сталей сделали их важным конструкционным материалом для изготовления высококачественных инструментов, которые используют в самых разнообразных отраслях производства и хозяйствования.