Primjena materijala od brzoreznih čelika

Materijal alata od brzoreznog čelika uglavnom se sastoji od dvije osnovne komponente:Jedan je metalni karbid (volframov karbid, molibden karbid ili vanadij karbid), koji alatu daje bolju otpornost na trošenje;Drugo je čelična matrica raspoređena oko njega, što čini alat boljom žilavošću i sposobnošću da apsorbira udar i spriječi fragmentaciju
Utvrđeno je da veličina zrna brzoreznog čelika ima veliki utjecaj na svojstva brzoreznog čelika.Iako povećanje količine čestica metalnog karbida u čeliku može poboljšati otpornost materijala na habanje, s povećanjem udjela legure povećat će se i veličina karbida i broj aglomerata, što će imati izrazito nepovoljan utjecaj na žilavost. čelika, jer velike nakupine karbida mogu uskoro postati početna točka pukotina.Stoga su strane zemlje vrlo rano provele istraživanja kako bi istražile fino zrno brzoreznog čelika.
U kasnim 1960-ima, proces proizvodnje brzoreznog čelika u metalurgiji praha uspješno je razvijen u Švedskoj i ušao je na tržište ranih 1970-ih.Ovaj postupak može dodati više legiranih elemenata u brzorezni čelik bez oštećenja čvrstoće, žilavosti ili sposobnosti brušenja materijala, tako da alat visoke tvrdoće, visoke otpornosti na trošenje može apsorbirati udar rezanja i prikladan je za obradu visokom brzinom rezanja i može se napraviti isprekidana obrada rezanjem.Međutim, on kombinira dobru žilavost brzoreznog čelika s visokom otpornošću na trošenje cementnog karbida.Zbog fine i jednolike raspodjele čestica karbida u brzoreznom čeliku metalurgije praha, njegova čvrstoća i žilavost znatno su poboljšane u usporedbi s običnim brzoreznim čelikom s istim sadržajem karbida.Uz ovu prednost, alati od brzoreznog čelika iz metalurgije praha vrlo su prikladni za obrade s velikim utjecajem rezanja i velikom stopom uklanjanja metala (kao što je rezanje savijanjem, rezanje s prekidima, itd.).Osim toga, budući da čvrstoća i žilavost brzoreznog čelika dobivenog metalurgijom praha neće biti oslabljena povećanjem udjela metalnog karbida, proizvođači čelika mogu čeliku dodati veliku količinu legiranih elemenata kako bi poboljšali učinkovitost alatnih materijala.U isto vrijeme, budući da su resursi volframa (W) strateški resursi, a moderni cementirani karbidi koriste resurse volframa u velikim količinama, brzorezni čelik s niskim udjelom volframa postao je smjer istraživanja i razvoja brzoreznog čelika.Brzorezni čelik koji sadrži kobalt (HSS-Co) razvijen je u velikom broju u stranim zemljama.Kasnije je međunarodno priznato da je brzorezni čelik koji sadrži kobalt s više od 2% udjela kobalta visokoučinkoviti brzorezni čelik (HSSE).Kobalt također igra očitu ulogu u poboljšanju performansi brzoreznog čelika.Može potaknuti karbide da se više otope u matrici tijekom kaljenja i zagrijavanja i koristiti visoku tvrdoću matrice za poboljšanje otpornosti na trošenje.Brzorezni čelik ima dobru tvrdoću, toplinsku tvrdoću, otpornost na trošenje i mogućnost brušenja.Sadržaj kobalta u konvencionalnom kobaltnom brzoreznom čeliku u svijetu je obično 5% i 8%.Na primjer, W2Mo9Cr4VCo8 (američka marka M42) karakterizira nizak sadržaj vanadija (1%), visok sadržaj kobalta (8%) i tvrdoća toplinske obrade od 67-70HRC.Međutim, također se usvajaju posebne metode toplinske obrade kako bi se dobila tvrdoća 67-68HRC, što poboljšava njegovu reznu izvedbu (osobito isprekidano rezanje) i poboljšava udarnu žilavost.Od kobaltnog brzoreznog čelika mogu se izraditi različiti alati koji se mogu koristiti za rezanje materijala koje je teško obraditi s dobrim učinkom.Zbog dobrih performansi brušenja, može se izraditi u složene alate, koji se široko koriste u svijetu.Međutim, Kini nedostaju resursi kobalta, a cijena kobaltnog brzoreznog čelika je skupa, oko 5-8 puta veća od cijene običnog brzoreznog čelika.