Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Выбор «быстрорежущая сталь или твёрдый сплав» определяется режимом резания и характером обработки. Быстрорез (HSS) вязок и терпит удары, но ограничен по теплостойкости; твёрдый сплав держит намного более высокую температуру и скорость резания, но хрупок. Отсюда простое правило: скорость и стойкость — на стороне твёрдого сплава, ударная вязкость и прерывистое резание — на стороне быстрорежущей стали.
Ниже разобрано, чем отличается инструмент из быстрорежущей стали от твёрдосплавного по скорости резания и стойкости, теплостойкости, ударной вязкости и прочности, переточке и восстановлению, а также практические критерии выбора инструментального материала.
Быстрорежущая сталь (HSS) — это высоколегированная инструментальная сталь с вольфрамом, молибденом, хромом и ванадием (Р6М5, Р18, кобальтовые Р6М5К5 и другие). Легирование карбидообразующими элементами придаёт ей теплостойкость: инструмент сохраняет твёрдость и режущие свойства при разогреве кромки. Быстрорежущие стали выпускают по ГОСТ 19265-73 действующий.
Твёрдый сплав — металлокерамический материал из зёрен тугоплавких карбидов (в основном карбида вольфрама), скреплённых кобальтовой связкой. По составу его делят на группы: ВК (карбид вольфрама и кобальт), ТК (с добавкой карбида титана) и ТТК (с карбидами титана и тантала). Марки и свойства спечённых твёрдых сплавов устанавливает ГОСТ 3882-74 действующий. Инструмент из твёрдого сплава выпускают как цельным (мелкий инструмент), так и в виде напаиваемых или сменных многогранных пластин.
Быстрорежущая сталь — вязкий «стальной» инструментальный материал; твёрдый сплав — твёрдая, теплостойкая, но хрупкая металлокерамика.
Сводка отличий быстрорежущей стали и твёрдого сплава по свойствам, определяющим выбор инструмента. Конкретные значения зависят от марки — таблица показывает характер различий.
Главное преимущество твёрдого сплава — высокая теплостойкость. Быстрорежущая сталь сохраняет твёрдость примерно до 600–650 °C, а твёрдый сплав — до 800–1000 °C. Поскольку при резании режущая кромка сильно разогревается и именно её температура ограничивает режим, более высокая теплостойкость позволяет вести обработку на скорости резания в несколько раз выше и при этом дольше сохранять кромку.
v = π · D · n / 1000
где v — скорость резания, м/мин; D — диаметр обработки или инструмента, мм; n — частота вращения, об/мин. При одинаковом диаметре более теплостойкий твёрдый сплав допускает большую частоту вращения n, а значит и большую скорость резания без потери стойкости.
Отсюда типичное разделение ролей: твёрдый сплав применяют для высокопроизводительной обработки, чистовых проходов, резания твёрдых и абразивных материалов на высоких скоростях; быстрорежущую сталь — на умеренных скоростях, но там, где важна вязкость.
Здесь соотношение обратное. Быстрорежущая сталь заметно вязче и прочнее твёрдого сплава: она лучше сопротивляется ударам, вибрации и изгибу, поэтому незаменима при прерывистом резании, на нежёстких станках и при обработке с биением. Твёрдый сплав тверже, но хрупок — его предел прочности при изгибе порядка 1000–2000 МПа (у быстрорежущей стали он в несколько раз выше), а ударная вязкость низкая, поэтому кромка чувствительна к сколам и ударным нагрузкам.
Твёрдость и вязкость инструментальных материалов связаны обратно: чем выше теплостойкость и твёрдость, тем ниже прочность и ударная вязкость. Поэтому в тяжёлых условиях с ударами вязкий быстрорез иногда работает производительнее хрупкого твёрдого сплава — за счёт большего допустимого сечения среза.
Внутри самих твёрдых сплавов действует та же закономерность: с ростом содержания кобальта повышается прочность и вязкость, но снижается твёрдость, поэтому марки с большим количеством кобальта выбирают для черновой работы и ударных нагрузок, а с меньшим — для чистовой обработки без ударов.
Быстрорежущий инструмент легко перетачивается обычными абразивными кругами из электрокорунда, поэтому свёрла, метчики, фрезы и резцы из HSS многократно восстанавливают на обычном заточном оборудовании. Это удобно в ремонте и мелкосерийном производстве.
Твёрдый сплав из-за высокой твёрдости перетачивают только алмазными кругами; обычный абразив его практически не берёт. Поэтому твёрдосплавный инструмент чаще делают со сменными многогранными пластинами: изношенную кромку не перетачивают, а поворачивают пластину новой гранью или меняют её целиком.
Выбор инструментального материала сводится к сопоставлению режима резания, жёсткости системы и характера нагрузки.
Для нарезания резьбы метчиком и сверления на универсальном станке с переменной нагрузкой рационален инструмент из быстрорежущей стали: он терпит удары и легко перетачивается. Для чистового точения закалённой заготовки на жёстком станке с ЧПУ на высокой скорости выбирают твёрдосплавную пластину нужной группы.
Природой материала и балансом свойств. Быстрорежущая сталь — легированная сталь, вязкая и прочная, с теплостойкостью около 600–650 °C. Твёрдый сплав — металлокерамика из карбидов и кобальта, тверже и теплостойче (800–1000 °C), позволяет резать в несколько раз быстрее, но хрупок и чувствителен к ударам.
Твёрдосплавный. Его высокая теплостойкость (800–1000 °C против 600–650 °C у HSS) позволяет вести обработку на скорости резания в несколько раз выше и дольше сохранять кромку, поэтому твёрдый сплав применяют для высокопроизводительной и чистовой обработки.
Потому что она значительно вязче и прочнее твёрдого сплава: её предел прочности при изгибе в несколько раз выше, а ударная вязкость больше. Твёрдый сплав тверже, но хрупок, поэтому при прерывистом резании и вибрации кромка твёрдосплавного инструмента чаще выкрашивается.
Можно, но только алмазными кругами — обычный абразив твёрдый сплав почти не берёт. Из-за этого твёрдосплавный инструмент чаще выпускают со сменными многогранными пластинами: кромку не перетачивают, а поворачивают пластину или заменяют её.
Это группы по составу: ВК — карбид вольфрама и кобальт; ТК — с добавкой карбида титана; ТТК — с карбидами титана и тантала. Цифра после «К» показывает содержание кобальта: чем его больше, тем выше прочность и вязкость, но ниже твёрдость.
По режиму и характеру резания. Высокие скорости, чистовая обработка, твёрдые и абразивные материалы, жёсткая система — твёрдый сплав. Прерывистое резание, удары, вибрация, нежёсткое оборудование, сложнопрофильный мелкий инструмент и потребность в переточке — быстрорежущая сталь.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.