Что такое HSS сталь

HSS (High Speed Steel) - это общее определение класса быстрорежущих сталей. HSS сталь применяется для изготовления большого количества различного режущего инструмента. Обычно, это сверла, фрезы, метчики и плашки, реже - ножи и пильные полотна. Стали класса HSS являются высокоуглеродистыми сплавами и некоторые из них содержат большую долю вольфрама. Как правило, инструменты из стали класса HSS имеют твердость сплава, равную 62-64 HRC. Основным преимуществом данного класса перед твердосплавными инструментами является прочность и более низкая стоимость инструментов. Поэтому HSS хорошо себя показывает при прерывистом резании. Ограничением применения стали класса HSS являются низкие скорости резания по сравнению с твердыми сплавами.

За рубежом, так же как и у нас, в конце 19 века первыми стали применятся стали класса HSS с высоким содержанием вольфрама (18%). Первая запись об использовании в сталях кобальта появилась в Германии в 1912 году. Позже, в 1930 году, в США в сплав был введен молибден.

Характеристики стали класса HSS

Стали класса HSS делятся на три группы:

  • Вольфрамовые (Т);
  • Молибденовые (М);
  • Высоколегированные быстрорежущие стали.

Стали вольфрамовой группы сегодня практически не применяются из-за высокой стоимости вольфрама и его дефицита. Самыми распространенными являются сталь общего назначения Т1 и сталь с ванадием и кобальтом T15. Т15 применяются для инструментов, работающих в условиях высоких температур и износа.

Стали молибденовой группы в качестве главного легирующего элемента имеют молибден, но это не означает, что молибдена в них больше. Некоторые стали содержат равное или даже большее количество вольфрама и кобальта. Стали с повышенным содержанием ванадия и углерода являются стойкими к абразивному износу. Серия сталей, начиная от М41, характеризуется высокой твердостью при работе на высоких температурах (красностойкостью). Молибденовые стали применяются также при изготовлении инструментов, работающих в "холодных" условиях - накатных плашек, вырезных штампов. В таких случаях стали класса HSS закаляют до более низких температур для повышения ударной вязкости.

Таблица общих химических составов HSS сталей. Отечественные аналоги.

Тип Отечеств. аналог Химический состав, %
C Mn Si Cr V W Mo Co Ni
Вольфрамовые HSS стали
T1 Р18 0,75 - - 4,00 1,00 18,00 - - -
T2 Р18Ф2 0,80 - - 4,00 2,00 18,00 - - -
T4 Р18К5Ф2 0,75 - - 4,00 1,00 18,00 - 5,00 -
T5   0,80 - - 4,00 2,00 18,00 - 8,00 -
T6   0,80 - - 4,50 1,50 20,00 - 12,00 -
T8   0,75 - - 4,00 2,00 14,00 - 5,00 -
T15 Р12Ф5К5 1,50 - - 4,00 5,00 12,00 - 5,00 -
Молибденовые HSS стали
M1   0,80 - - 4,00 1,00 1,50 8,00 - -
M2 Р6М5 0,85 - - 4,00 2,00 6,00 5,00 - -
M3 Р6М5Ф3 1,20 - - 4,00 3,00 6,00 5,00 - -
M4   1,30 - - 4,00 4,00 5,50 4,50 - -
M6   0,80 - - 4,00 2,00 4,00 5,00 - -
M7   1,00 - - 4,00 2,00 1,75 8,75 - -
M10   0,85-1,00 - - 4,00 2,00 - 8,00 - -
M30   0,80 - - 4,00 1,25 2,00 8,00 - -
M33   0,90 - - 4,00 1,15 1,50 9,50 - -
M34   0,90 - - 4,00 2,00 2,00 8,00 - -
M35 Р6М5К5 0,82-0,88 0,15-0,40 0,20-0,45 3,75-4,50 1,75-2,20 5,5-6,75 5,00 4,5-5,5 до 0,30
M36   0,80 - - 4,00 2,00 6,00 5,00 - -
Высоколегированные HSS стали
M41 Р6М3К5Ф2 1,10 - - 4,25 2,00 6,75 3,75 5,00 -
M42   1,10 - - 3,75 1,15 1,50 9,50 8,00 -
M43   1,20 - - 3,75 1,60 2,75 8,00 8,25 -
M44   1,15 - - 4,25 2,00 5,25 6,25 12,00 -
M46   1,25 - - 4,00 3,20 2,00 8,25 8,25 -
M47 Р2АМ9К5 1,10 - - 3,75 1,25 1,50 9,50 5,00 -
M48   1,42-1,52 0,15-0,40 0,15-0,40 3,50-4,00 2,75-3,25 9,50-10,5 0,15-0,40 8,00-10,0 до 0,30
M50   0,78-0,88 0,15-0,45 0,20-0,60 3,75-4,50 0,80-1,25 до 0,10 3,90-4,75 - до 0,30
M52   0,85-0,95 0,15-0,45 0,20-0,60 3,50-4,30 1,65-2,25 0,75-1,50 4,00-4,90 - до 0,30
M62   1,25-1,35 0,15-0,40 0,15-0,40 3,50-4,00 1,80-2,00 5,75-6,50 10,0-11,0 - до 0,30

В таблице могут быть указаны не все аналоги, так как в настоящее время может быть большое количество позаимствованных не гостированных марок.

Если режущий инструмент изготовлен с содержанием вольфрама (W), то это означает, что он будет обладать очень полезным для инструмента качеством - красностойкостью. Она позволяет инструментам сохранять острую режущую кромку и твердость при температурах красного каления (до 530°С). Кобальт еще больше увеличивает красностойкость и износостойкость HSS сталей.

M1. Применяются для производства сверл, широкого диапазона применений. Если сталь марки М1, то это означает, что она имеет меньшую красностойкость, чем сталь марки М2, но менее восприимчивы к ударам и являются более гибкими, что делает их пригодными для общих работ.

M2. Стандартный материал для изготовления инструментов из HSS сталей. Если сталь марки М2, то это означает, что она имеет хорошую красностойкость и сохраняет свою режущую кромку дольше, чем другие HSS стали с меньшим содержанием вольфрама. Обычно применяется для изготовления инструментов для высокопроизводительных машинных работ.

M7. Применяются для сверл тяжелой конструкции для сверления твердого листового металла. Обычно применяются там, где гибкость и увеличенный срок службы одинаково важны.

M50. Применяется для изготовления сверл, которые применяются для сверления на портативном оборудовании, где поломка по причине изгиба является проблемой. Не имеет такой красностойкости как остальные HSS стали с вольфрамом.

M35. Если сталь имеет марку М35, значит она обладает повышенной красностойкость по сравнению с М2. При этом кобальт несколько понижает стойкость к ударам.

M42. Стали М42 "Super Cobalt" имеют отличную стойкость к истиранию и хорошую красностойкость. Применяются для работ по вязким и сложным материалам.

Условные обозначения

Что такое HSS сталь

Маркировка зарубежных производителей полностью не раскрывает химический состав HSS стали, из которой изготовлен инструмент. Предполагается, что тот или иной инструмент предназначен для отведенных ему задач, описанных в каталоге, и этого должно быть достаточно. Остальные детали можно выяснить либо определив химический состав тем же портативным анализатором металлов или же опытным путем. Кроме того, такая маркировка удобна недобросовестному производителю, который может изготовить сверло из HSS стали, которая не будет отвечать необходимым требованиям, несмотря на то, что она быстрорежущая. Ниже описаны типичные маркировки, по которым можно частично определить материал, из которого изготовлен инструмент и область его применения.

HSS-R (иногда просто HSS) - обозначение на сверлах, которое означает, что они прошли роликовую прокатку и термическую обработку. Сверла имеют наименьшую стойкость.

HSS-G - обозначение на инструментах, изготовленных из HSS сталей, означают, что режущая часть инструмента вышлифована CBN (кубическим нитридом бора). Инструменты повышенной стойкости и меньшим радиальным биением. Инструменты HSS-G - это самые распространенные режущие инструменты для решения стандартных задач.

HSS-E - инструменты из HSS стали типа М35 с добавлением кобальта. Применяются для работы по вязким и сложным материалам. Также встречается такие обозначения как HSS Co 5 и HSS Co 8, которые означают, что сколько инструмент содержит кобальта.

HSS-G TiN означает, что поверхность инструмента с напылением нитрида титана. Благодаря такому покрытию поверхностная твердость повышается приблизительно на 2300 HV, а термостойкость до 600°С.

HSS-G TiAlN означает, что поверхность инструмента с напылением титан-алюминий-нитрида. Благодаря такому покрытию поверхностная твердость повышается приблизительно на 3000 HV, а термостойкость до 900°С.

HSS-E VAP - VAP-инструменты благодаря своим свойствам применяются для обработки нержавеющих сталей (V2A и V4A). Способ получения поверхности инструмента подразумевает "выпаривание" оксидного неметаллического слоя. Это снижает налипание стружки заготовки на поверхность инструмента, которое приводит к поломке инструмента и низкому качеству обработанной поверхности. VAP-поверхность также улучшает адгезию СОЖ с поверхностью инструмента.

Что касается термина "Super HSS", он не является определенным и каждый производитель может вкладывать в него различные преимущества. Это могут быть как стали М50, так и высоколегированные специальные HSS стали.