Инструментальная сталь — это углеродистая или легированная сталь премиум-класса, которая ценится за свою прочность, устойчивость к истиранию и способность сохранять прочность при повышенных температурах. Её прочность и твёрдость обусловлены наличием карбидообразующих элементов, таких как вольфрам, молибден, хром и ванадий, а кобальт и никель обеспечивают отличную работу при повышенных температурах. Она идеально подходит для изготовления инструментов и оснастки и отлично справляется с высокими нагрузками, такими как резка, штамповка и формовка.
Заказывайте профессиональную обработку металла на сайте https://metteam.ru/
Изготовим любые детали из любого металла по вашему заказу.
Свойства инструментальной стали
- Высокая твёрдость сохраняется даже в экстремальных условиях.
- Отличная износостойкость, устойчивость к трению и истиранию.
- Высокая прочность для предотвращения растрескивания или разрушения под нагрузкой.
- Исключительная термостойкость для сохранения прочности при высоких температурах.
- Хорошая устойчивость к коррозии для предотвращения появления ржавчины и окисления.
- Превосходная стабильность размеров при высоких нагрузках.
- Исключительная несущая способность, позволяющая выдерживать высокое давление.
Различные типы инструментальной стали
Инструментальная сталь классифицируется по шести основным типам в зависимости от состава, термической обработки и назначения.
Водостойкая инструментальная сталь
Инструментальные стали с закалкой в воде (часто обозначаемые как W-серия) являются самым простым и наименее дорогим типом инструментальных сталей. Они в основном закаливаются в воде, что обеспечивает высокую твёрдость после термической обработки.
Основные характеристики:
- Высокая твёрдость после закалки водой.
- Умеренная износостойкость.
- Низкая ударная вязкость.
- Подходит для инструментов, которые не подвергаются сильным ударам или сотрясениям.
- Обычно используется для изготовления режущих инструментов, штампов и пресс-форм в условиях низкой нагрузки.
Инструментальная сталь для горячей обработки.
Инструментальные стали для горячей обработки, часто относящиеся к серии H, разработаны специально для инструментов, используемых в высокотемпературных процессах, таких как литьё под давлением, экструзия и ковка, где материал должен выдерживать экстремальные температуры и значительные нагрузки. Эти стали должны сохранять прочность и противостоять износу при повышенных температурах.
Основные характеристики:
- Хорошая устойчивость к термической усталости и тепловому растрескиванию.
- Отличные характеристики при высоких температурах.
- Используется для инструментов, подвергающихся воздействию высоких температур в процессе производства.
- К распространённым типам относится H13, известный своими превосходными свойствами при горячей обработке и устойчивостью к тепловому удару.
Инструментальная сталь для холодной обработки
Инструментальные стали для холодной обработки (обозначаются как O, A, D и другие) используются в тех случаях, когда инструменты подвергаются воздействию комнатной температуры, но при этом должны выдерживать износ, деформацию и истирание. Эти стали сохраняют свою твёрдость и форму при более низких температурах.
Основные характеристики:
- Отличная износостойкость и твердость.
- Хорошая стабильность размеров.
- Идеально подходит для формовочных инструментов, пуансонов, штампов и других компонентов, работающих при низких температурах, но под высоким давлением.
- К распространённым типам относятся O1 (маслозакалочные), A2 и D2 (высокоуглеродистые, высокохромистые стали).
Ударопрочная инструментальная сталь.
Ударно-прочные инструментальные стали (обозначаются как S-серия) предназначены для инструментов, подвергающихся сильным ударным нагрузкам, таких как молотки, зубила и пробойники. Эти стали обладают высокой устойчивостью к разрушению или сколам в сложных условиях.
Основные характеристики:
- Превосходная прочность и ударопрочность.
- Хорошая износостойкость, хотя и не такая высокая, как у холоднодеформированных или быстрорежущих сталей.
- Идеально подходит для инструментов, подвергающихся многократным ударам, таких как ручные инструменты, зубила и штампы, используемые при штамповке.
Быстрорежущая инструментальная сталь.
Быстрорежущие стали (обычно серии M, серии T и серии H) предназначены для режущих инструментов, работающих на высоких скоростях и при повышенных температурах. Эти стали способны сохранять свою твёрдость даже раскалённые докрасна, что делает их идеальными для высокоскоростной обработки.
Основные характеристики:
- Исключительная твёрдость и износостойкость при высоких температурах.
- Сохраняет остроту режущих кромок при повышенных скоростях.
- Отличная термостойкость, обычно используется в сверлах, фрезах и токарных станках.
- К типам относятся M2 (наиболее распространённая быстрорежущая сталь), T1, и M42.
Инструментальная сталь cпециального назначения.
Специальные инструментальные стали предназначены для узкоспециализированных областей применения и отвечают уникальным требованиям к характеристикам, которые не могут быть обеспечены стандартными инструментальными сталями.
Инструментальная сталь P-типа (сталь для изготовления пластиковых форм)
Инструментальные стали P-типа разработаны специально для литья пластмасс под давлением и литья цинка под давлением. Эти стали обладают превосходной устойчивостью к износу, коррозии и тепловому воздействию, что делает их идеальными для пресс-форм, работающих в условиях высокого давления и высоких температур.
Инструментальная сталь L-типа (с низким содержанием легирующих элементов)
Стали L-типа, такие как L6, обладают исключительной прочностью и используются для инструментов, требующих высокой ударопрочности и устойчивости к ударам, таких как молотки, пуансоны и штампы для тяжёлых работ.
Инструментальная сталь F-типа (закалённая в воде)
Инструментальные стали F-типа закаливаются в воде, что обеспечивает более высокую износостойкость по сравнению с другими типами стали, что делает их подходящими для инструментов, подвергающихся абразивному износу.
Из чего изготавливается инструментальная сталь？
Инструментальная сталь состоит из углерода и легирующих элементов, таких как вольфрам, молибден, хром, ванадий и никель. Эти элементы образуют карбиды, повышая твёрдость, прочность и эффективность при повышенных температурах.
Ключевые элементы инструментальной стали и их роль
Углерод: обычно от 0,5% до 1,5%. Углерод закаляет сталь и образует карбиды, которые повышают износостойкость и прочность. Большее количество углерода повышает твёрдость, но может снизить долговечность.
Вольфрам: образует карбид вольфрама, повышая износостойкость и термостойкость, что позволяет инструментальной стали сохранять твёрдость при высоких температурах.
Хром: повышает твёрдость, устойчивость к коррозии и окислению, особенно при высоких температурах, что делает его незаменимым для жаропрочных инструментальных сталей.
Ванадий: улучшает качество карбидов, повышая прочность и износостойкость, а также ударную вязкость и долговечность при нагрузках.
Молибден: повышает прокаливаемость, прочность и устойчивость к высоким температурам, уменьшая деформацию при термической обработке.
Никель: повышает прочность и устойчивость к размягчению при высоких температурах, сохраняя характеристики стали под нагрузкой.
Кобальт: повышает прочность при высоких температурах и термостойкость, а также помогает сохранить целостность инструмента, предотвращая его размягчение при длительном воздействии высоких температур.
Марганец: в небольших количествах помогает повысить прочность и удалить оксиды из стали, снижая риск растрескивания при термической обработке.
Для чего используется инструментальная сталь?
Инструментальная сталь используется для изготовления инструментов и деталей, которые должны обладать высокой производительностью, долговечностью и точностью в сложных условиях эксплуатации. Она применяется в следующих областях:
- Режущие инструменты: сверла, фрезы, пильные полотна.
- Формовочные инструменты: штампы, пуансоны, штамповочные инструменты
- Формовочные инструменты: пластиковые пресс-формы для литья под давлением, пресс-формы для литья
- Высокопроизводительные инструменты: шлифовальные круги, стамески, развертки
- Горячие инструменты для работы: штампы для ковки, штампы для экструзии, лезвия для горячего резания
- Инструменты для холодной обработки: пуансоны, обрезные штампы, пробивные инструменты.
