Сравнение быстрорежущей стали и твердосплавных материалов

Быстрорежущая сталь (HSS) и твердый сплав — два широко используемых материала в различных отраслях промышленности, особенно в режущих инструментах и ​​механической обработке. Оба материала обладают уникальными свойствами, которые делают их пригодными для конкретных целей. В этой статье мы сравним и сопоставим характеристики быстрорежущей стали и твердого сплава, уделив особое внимание их составу, твердости, ударной вязкости, износостойкости и общим характеристикам.

Состав:

Быстрорежущая сталь. Быстрорежущая сталь представляет собой сплав, состоящий в основном из железа, углерода, кобальта, вольфрама, молибдена и ванадия. Эти легирующие элементы повышают твердость, износостойкость и жаропрочность материала.

Цементированный карбид: Цементированный карбид, также известный как карбид вольфрама, состоит из твердой карбидной фазы (обычно карбида вольфрама), внедренной в связующий металл, такой как кобальт или никель. Такое сочетание придает материалу исключительную твердость и износостойкость.

Твердость:

Быстрорежущая сталь: HSS обычно имеет твердость от 55 до 70 HRC (шкала Роквелла C). Такой уровень твердости позволяет инструментам из быстрорежущей стали эффективно резать широкий спектр материалов, включая сталь, нержавеющую сталь и чугун.

Цементированный карбид: Цементированный карбид известен своей чрезвычайной твердостью, часто достигающей 80–95 HRA (по шкале Роквелла). Высокая твердость делает инструменты из цементированного карбида идеальными для обработки твердых материалов, таких как титановые сплавы, закаленные стали и композиты.

Прочность:

Быстрорежущая сталь: HSS обладает хорошей прочностью и может выдерживать высокие ударные и ударные нагрузки, что делает ее подходящей для прерывистой резки и тяжелых операций механической обработки. Его прочность также облегчает переточку и изменение формы инструментов.

Цементированный карбид: Хотя цементированный карбид чрезвычайно тверд, он относительно хрупкий по сравнению с HSS. Он может расколоться или сломаться при сильном ударе или ударной нагрузке. Однако современные марки твердого сплава обладают повышенной прочностью и могут выдерживать умеренные и легкие удары.

Износостойкость:

Быстрорежущая сталь: HSS обладает хорошей износостойкостью, особенно при использовании на более низких скоростях резания. Однако при высоких скоростях резания или при обработке материалов с высокой абразивностью износостойкость HSS может оказаться недостаточной.

Цементированный карбид: Цементированный карбид известен своей исключительной износостойкостью даже в сложных условиях обработки. Твердая карбидная фаза обеспечивает превосходную стойкость к абразивному износу, позволяя твердосплавным инструментам сохранять режущую кромку в течение более длительного времени.

Производительность:

Быстрорежущая сталь: инструменты из быстрорежущей стали превосходно подходят для широкого спектра операций резки благодаря своей универсальности, прочности и относительной простоте заточки. Они подходят для операций механической обработки общего назначения и экономически эффективны по сравнению с цементированным карбидом.

Цементированный карбид: Инструменты из цементированного карбида широко используются для высокоточной и высокоэффективной обработки. Они исключительно хорошо работают в сложных условиях благодаря высокой скорости резания, увеличенному сроку службы инструмента и повышенной производительности. Однако они, как правило, дороже, чем инструменты HSS.

Заключение:

Быстрорежущая сталь и твердый сплав являются ценными материалами в индустрии режущих инструментов, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Быстрорежущая сталь обладает хорошей прочностью, универсальностью и экономичностью, что делает ее подходящей для широкого спектра операций механической обработки. С другой стороны, твердый сплав отличается твердостью, износостойкостью и высокотемпературной стабильностью, что делает его предпочтительным выбором для обработки закаленных сталей и других сложных материалов.

Понимание конкретных требований операции механической обработки и материала заготовки имеет решающее значение при выборе подходящего материала. Необходимо тщательно учитывать такие факторы, как скорость резания, твердость материала и желаемый срок службы инструмента. В конечном счете, выбор между быстрорежущей сталью и твердым сплавом будет зависеть от конкретного применения и желаемых результатов.