Для инструментальной промышленности очень важны технологии формообразования, дающие возможность при минимальных затратах ресурсов и расходе высоколегированной стали получать заготовки такой конфигурации, которая близка к форме рабочих концов готового режущего инструмента. А ещё лучше, когда эта технология позволяет одновременно повысить и его эксплуатационные свойства.
В одном из институтов Беларуси была разработана такая технология, благодаря которой можно получать биметаллический режущий инструмент. Это сталь р6ам5, расшифровка марки:
- Р – Rapid (быстрорежущая сталь);
- 6 — % содержания вольфрама от допустимого стандартом;
- М – подтверждает наличие молибдена;
- 5 — % содержания молибдена.
В основе технологии лежит операция, позволяющая соединить рабочую часть из быстрорежущей стали, с хвостовой частью из конструкционной стали. Делается это путём одновременной пластической деформации – в процессе выдавливания профильного элемента через матрицу экструдера. При этом вдоль всей линии контакта — ни на рабочей (режущей), ни на хвостовой частях — не образуется никаких дефектов (свищей, трещин или раковин), которыми часто сопровождается сварка.
Высоколегированная сталь марки Р6М5 является материалом малопластичным, что обусловлено особенностями технологии изготовления, активным сопротивлением деформациям, умеренной теплостойкостью и ограниченным диапазоном температур. Сталь 40Х, используемая с ней в паре при изготовлении инструмента, наоборот, относится к низколегированному классу невысокого прогрева.
Оптимально подобранный режим, используемый при выдавливании заготовок из этих сплавов, позволяет получить высокопрочное соединение. Для определения оптимальных режимов были проведены исследования обоих образцов (Р6М5 и 40Х) и их совместная обработка при температурах 950, 1050, 1150 и 1220 °С. После охлаждения исследовались различные участки биметаллической заготовки, производилась закалка рабочей части инструмента.
В химическом составе сплав р6ам5 имеет более десятка веществ, большинство из которых металлы. Углерод, например, расширяет область γ-фазы, обеспечивающей высокотемпературную модификацию железа и его вариаций. Молибден способствует образованию карбидов, а соответственно, и помогает стали сохранять твёрдость при накале докрасна (красностойкость). Ванадий образует самый твёрдый карбид, так же увеличивающий красностойкость за счёт эффекта дисперсионного твердения.
У каждого элемента своя, точно рассчитанная функция — а в итоге получена высококачественная сталь, из которой изготавливают чистовые и получистовые инструменты: фрезы, протяжки, развертки, резцы. Этими инструментами в свою очередь обрабатывают более простые по составу, конструкционные стали – легированные и углеродистые.
