Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Разбираемся, из какого материала делают протяжки и почему выбор сплава определяет ресурс инструмента. Протяжка — это многолезвийный инструмент для чистовой обработки отверстий и наружных поверхностей за один рабочий ход. Каждый последующий зуб выше предыдущего на величину подъёма на зуб и срезает тонкий слой металла, при этом в контакте с заготовкой одновременно находится несколько зубьев. Такая схема резания предъявляет к материалу жёсткие требования: высокая твёрдость режущих кромок, теплостойкость и достаточная вязкость, чтобы протяжка не разрушалась под растягивающей нагрузкой.
Основным материалом протяжек служит быстрорежущая сталь — марок Р6М5, Р18 и их производных, — а для тяжелонагруженных и высокопроизводительных конструкций применяют секции из твёрдого сплава. Ниже приведены марки, химический состав, нормируемая твёрдость зубьев, а также практика переточки и оценки стойкости — со ссылками на действующие стандарты.
Технические требования к протяжкам для цилиндрических, шлицевых и гранных отверстий устанавливает ГОСТ 28442-90 действующий. Согласно ему, протяжки изготовляют из быстрорежущей стали по ГОСТ 19265 либо из других марок быстрорежущей стали, обеспечивающих стойкость не ниже, чем у стали по ГОСТ 19265. По согласованию с заказчиком допускается изготовление из легированной инструментальной стали марки ХВГ по ГОСТ 5950.
Протяжки из быстрорежущей стали делают цельными, сварными, с механическим креплением хвостовика или сборными — с насадными режущими втулками. У составных конструкций рабочая часть и хвостовик выполняются из разных материалов: дорогой быстрорез идёт только на режущую часть, а нерабочие элементы — из более дешёвой конструкционной стали.
Быстрорежущая сталь — базовый материал протяжек; твёрдый сплав применяют выборочно, там, где выигрыш в стойкости оправдывает его хрупкость и сложность конструкции.
Быстрорежущие стали (быстрорез, обозначение HSS) — высоколегированные инструментальные стали, сохраняющие твёрдость и режущую способность при нагреве режущей кромки. Именно теплостойкость (красностойкость) отличает их от углеродистых и легированных инструментальных сталей и позволяет протяжке работать без отпуска кромки.
По ГОСТ 19265 буква Р означает «быстрорежущая», а следующая за ней цифра — среднюю массовую долю вольфрама в процентах. Далее: М — молибден, Ф — ванадий, К — кобальт, А — азот; цифры после букв соответствуют доле этих элементов. Хром присутствует во всех марках (около 4 %) и в обозначении не указывается. Так, Р6М5 — это около 6 % вольфрама и 5 % молибдена, а Р18 — около 18 % вольфрама.
Химический состав по плавочному анализу — по ГОСТ 19265, таблица 1. Роль элементов: вольфрам и молибден отвечают за теплостойкость и образование карбидов, ванадий формирует твёрдые мелкодисперсные карбиды и повышает износостойкость, хром — прокаливаемость, кобальт — вторичную твёрдость и красностойкость.
В состоянии поставки (после отжига) быстрорежущая сталь мягкая и обрабатывается резанием: для основных марок Р6М5 и Р18 твёрдость составляет не более 255 HB, для высокованадиевых и кобальтовых марок — до 269…285 HB. Рабочую твёрдость сталь получает после закалки и многократного (трёхкратного) отпуска.
Значения — по ГОСТ 19265 (таблица 3 и справочное приложение 3). Для фасонных и чистовых протяжек в приложении к стандарту прямо рекомендованы, в частности, стали Р6М5Ф3; кобальтовые марки (Р6М5К5, Р9М4К8) применяют для обработки улучшенных легированных, нержавеющих и жаропрочных сталей.
Твёрдость на разных участках протяжки различается: режущие зубья должны быть максимально твёрдыми, а хвостовик и оправка — вязкими, чтобы выдерживать растягивающую нагрузку без хрупкого разрушения. ГОСТ 28442-90 нормирует эти значения раздельно.
Твёрдость протяжек по ГОСТ 28442-90 контролируется методом Роквелла по ГОСТ 9013. Зубья не должны иметь завалов, заусенцев и выкрошенных кромок, а сопряжения радиусов впадин — видимых уступов.
Твёрдые спечённые сплавы (по ГОСТ 3882-74 действующий) — это продукт порошковой металлургии: зёрна карбида вольфрама, скреплённые кобальтовой связкой. Для протяжек применяют вольфрамокобальтовую группу (ВК), например ВК8, где цифра указывает долю кобальта. В ВК8 — 8 % кобальта и 92 % карбида вольфрама.
Твёрдый сплав в разы превосходит быстрорез по твёрдости и теплостойкости и сохраняет режущие свойства при более высоких скоростях резания. Но он хрупок и плохо переносит растягивающие и ударные нагрузки, поэтому цельнотвердосплавные протяжки применяют редко — в основном для коротких и жёстких инструментов. Чаще твёрдый сплав используют в виде напаянных или механически закреплённых секций и режущих колец в сборных конструкциях, преимущественно при обработке чугунов и цветных сплавов и в массовом производстве, где важен максимальный ресурс между переточками. Такие протяжки требуют повышенной жёсткости станка и точного центрирования, чтобы исключить сколы кромок.
Прутки и полосы из быстрорежущей стали, полученной методом порошковой металлургии, выпускают по ГОСТ 28393-89 действующий. За счёт горячего газостатического прессования распылённого порошка карбиды распределяются равномерно, а карбидная неоднородность резко снижается. Для протяжек это даёт более стабильную геометрию, лучшую шлифуемость и повышенную сопротивляемость выкрашиванию — особенно ценную при прерывистом резании и обработке вязких сталей.
Рабочую часть протяжек из быстрорежущей стали часто упрочняют тонким покрытием, наносимым методом PVD (вакуумно-плазменное осаждение). Наиболее распространены нитрид титана (TiN, характерный золотистый цвет) и карбонитрид титана (TiCN). Покрытие снижает коэффициент трения и адгезионный износ, уменьшает налипание обрабатываемого материала и повышает стойкость. Важное для протяжек свойство: покрытие можно наносить и на инструмент, прошедший переточку. Сам ГОСТ 28442-90 относит требования к протяжкам с поверхностным упрочнением или износостойким покрытием к отдельным техническим условиям, утверждаемым в установленном порядке.
Покрытие не «ремонтирует» изношенную кромку и не заменяет правильную термообработку — оно лишь дополняет свойства основного материала и работает как часть конструкции зуба.
Протяжки — дорогой мерный инструмент, рассчитанный на многократную переточку. Затачивают их, как правило, по передней поверхности зубьев: при этом сохраняется профиль и подъём на зуб, но постепенно уменьшается длина спинки зуба и диаметр калибрующих зубьев.
ГОСТ 28442-90 нормирует стойкость протяжек через наработку (в метрах протягивания) — среднюю на отказ и установленную безотказную. Базовые значения приведены для стали Р6М5 и Р12Ф3, а для других марок применяют поправочные коэффициенты. Критерий отказа — выход размеров отверстия за поле допуска или превышение допустимой шероховатости.
79 м
1,1
79 × 1,1 ≈ 87 м
0,5
79 × 0,5 ≈ 40 м
Испытания на стойкость по стандарту проводят на образцах из стали 45 твёрдостью 197…217 HB, при скорости резания 6 м/мин, с подачей смазочно-охлаждающей жидкости не менее 5 л/мин. Это делает данные сопоставимыми между разными марками материала.
Выбор материала определяется обрабатываемым металлом, требуемой точностью, серийностью и характером нагрузки:
Основной материал — быстрорежущая сталь по ГОСТ 19265, преимущественно марки Р6М5 и Р18. Из неё выполняют режущую часть цельных, сварных и сборных протяжек. Твёрдый сплав применяют выборочно, в виде секций.
В Р18 около 18 % вольфрама, в Р6М5 часть вольфрама (около 6 %) заменена молибденом (около 5 %). Р6М5 обладает повышенной вязкостью и хорошей шлифуемостью и предпочтительна для инструмента с ударными нагрузками; Р18 — для фасонного и ответственного инструмента. Обе марки по ГОСТ 19265 имеют близкую красностойкость (около 620 °C).
По ГОСТ 28442-90 твёрдость режущих зубьев и задней направляющей из быстрорежущей стали составляет 63…66 HRCэ, из стали ХВГ — 62…65 HRCэ. Хвостовик и оправка делаются мягче (вязче) для восприятия растягивающих нагрузок.
Как правило, нет. Твёрдый сплав хрупок и плохо работает на растяжение, поэтому его применяют в виде напаянных или механически закреплённых секций и режущих колец в сборных конструкциях, чаще при обработке чугунов и в массовом производстве.
Да, протяжки рассчитаны на многократную переточку, обычно по передней поверхности зубьев. Число переточек ограничено прочностью черновых зубьев, допуском на диаметр калибрующих зубьев и требуемой шероховатостью обработанной поверхности.
Покрытие TiN (и TiCN), наносимое методом PVD, снижает трение и адгезионный износ, уменьшает налипание материала и повышает стойкость. Его можно наносить в том числе на переточенный инструмент. Покрытие дополняет свойства быстрореза, но не заменяет термообработку.
Это быстрорез, полученный методом порошковой металлургии по ГОСТ 28393-89. Равномерное распределение карбидов снижает карбидную неоднородность, улучшает шлифуемость и стойкость к выкрашиванию — что повышает стабильность и ресурс протяжек, особенно при прерывистом резании.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.