МАРКИ СТАЛИ ДЛЯ ИНСТРУМЕНТОВ – НОЖЕЙ, РЕЗЦОВ И ПРОЧЕГО

© Автор: Дмитрий Попков

Предлагаю вашему вниманию обзорную статью о производителях современных токарных инструментов и используемых сталях. Я расскажу об основных видах и особенностях на примере моей рабочей коллекции из дюжины скошенных ножей (skew chisel). Здесь не будет малозначимых синтетических сравнительных тестов – только то, что было получено на практике.

Меня периодически (и довольно надолго) захватывает работа в центрах, и я могу несколько месяцев подряд работать только ножами. Полукруглые резцы тоже, конечно же, приходится задействовать, но лишь изредка. Скошенный нож раскрывает свои возможности только при хорошей заточке, а её эффективность и долговечность во многом зависят от качества и марки стали. Поэтому одновременно с совершенствованием техники владения резцами мне было интересно изучить поведение различных сталей нескольких ведущих производителей.

Для начала хочу привести небольшой пример-расчёт, который наглядно показывает, что для изготовления токарных резцов подойдут только высококачественные стали. Допустим, мы обрабатываем цилиндрическую заготовку диаметром 10 см и длиной окружности 31,4 см на токарном станке при крейсерской скорости 1500 об/мин. За 10 минут работы резец отрежет 31,4 х1500 х 10 = 471000 см. 4,7 км за 10 минут! Прочувствуйте! Любимая стамеска преподавателя столярной школы Rubankov мастера Алексея Юрьевича Дейкина за всю свою жизнь не увидит столько дерева, сколько ваш токарный резец за 1 час работы. Потому и требования к нему особые, потому и хочется найти что-то, что будет достойно сопротивляться такому абразивному натиску древесины.

Начну свой обзор с самого распространённого сплава, используемого большинством производителей, — инструментальной стали М2. Это молибденовая «классика» быстрорежущих сталей (HSS, bight speed steel). У нас она выпускается под маркой Р6М5 (6 % вольфрама, 5 % молибдена). Хорошая рабочая лошадка. От действительного соответствия требуемому составу сплава и качества закалки диапазон твёрдости составляет от 55 до 63 HRC. Именитые производители чаще заявляют о диапазоне 58-63 HRC. Проверка в условиях домашней мастерской с помощью специализированного набора тарированных японских надфилей и сравнение с твёрдостью стекла (—60 HRC), как правило, подтверждает эти цифры. Из этой стали массово делают инструменты английские компании Crown Hand Tools, Henry Taylor Tools, Hamlet Craft Tools, Robert Sorby. Считается, что качество стали резцов Sorby несколько выше других. Не могу подтвердить или опровергнуть это, но не сомневаюсь, что качественными процессами закалки и более «чистыми» (очищенными от вредных примесей серы и пр.) составами можно добиться большего качества. Хотелось бы более объёмно ознакомиться с инструментами немецкой компании Heinz Wiedemann.

Они обозначают свою сталь просто как HSS, но с высокой вероятностью она тоже относится к серии М2: процесс ковки, который этот производитель применяет к некоторым резцам, должен давать свой эффект. У меня от Wiedemann только «крючок». По всей видимости, он очень стойкий, но я применяю его только по мягкой древесине, поэтому мнение неполное. Сталь М2/Р6М5 хорошо себя зарекомендовала, но всё же эта «классика» близка к жигулёвской: она технологически устарела. Чтобы поддерживать требуемую остроту инструмента, точить его приходится довольно часто. Впрочем, затачивается он хорошо и быстро. Уровень достигаемой остроты — средний (относительно других).

Задачу повышения износоустойчивости решали в другой группе быстрорежущих сталей — высоколегированных HSS. К этой группе относится М42. Большую часть доли вольфрама в ней заменили кобальтом (8 %). За рубежом именно кобальт считается спасителем от абразивного износа. Российских аналогов этой стали я не нашёл. М42 — настоящая восходящая звезда токарного инструмента. Кроме повышенной износостойкости, она обладает улучшенными режущими свойствами из-за меньшего размера формируемых карбидов. Достигаемая твёрдость у неё несколько выше, чем у М2. У Crown серия инструмента из М42 называется Razor Edge. И это не маркетинговый трюк с названием, она действительно затачивается до большей степени остроты, чем М2, и держит бритвенную остроту кромки дольше. Crown выпускает очень ограниченный набор резцов из М42: это дорогая сталь, а они работают на массовый рынок. У Henry Taylor есть серия М42 Stay Sharp. Только из М42 выпускают резцы семейные американские компании Carter and Son и D-Waytools.

Ещё большей твёрдости (до 70 HRC) и износоустойчивости достигли в группе порошковых сталей. Яркий представитель среди материалов для токарных резцов — сталь CPM10V. При её разработке был сделан упор на ванадий. Реальные возможности инструмента из этой стали действительно впечатляют. Режущие свойства кромка сохраняет дольше всех других, испытанных мной. Но острота лишь ненамного выше, чем у М2, и теряется она как-то сразу: как будто бы РК отваливается.

Эта марка стали тоже не из дешёвых. Резцы только из СРМ10V есть у Douge Thompson (thompsonlathetools.com) и у Stuart Batty (sbtools.me). Причём Douge Thompson выпускает из неё много брендированных версий резцов, например для известного англичанина Jimmy Clewes (jimmyclewes.com). У Crown своя серия резцов из похожей по составу шведской стали S390 — РгоРМ. Из-за очень высокой твёрдости и низкой шлифуемости затачивать такие стали непросто, несколькими секундами не обойдёшься, например для М2 мой процесс освежения заточки составляет 8-10 сек.).

В материалах сайта Американской ассоциации токарей (woodturner.org), в которой я состою, нашёл информацию, что на CBN-кругах с зернистостью 600 grit и выше можно всё же добиться очень хорошей остроты и у лезвий из этих сталей. Это мне предстоит ещё проверить. Однако и без суперостроты эта сталь отлично и долго режет. Я использую нож от Thompson как палочку-выручалочку на очень твёрдых материалах и сучках, которые он не замечает вообще.

Теперь о моём фаворите—стали М2 с криогенной закалкой. Ничего нового в составе этой стали не появилось, но более совершенный и технологичный многоуровневый процесс закалки, включающий в себя криогенную обработку в жидком азоте при температуре -165 °C, кардинально улучшает её свойства. Увеличивается процент перехода структуры из аустенита в мартенсит, и формируются карбиды нового типа, более мелкие. В результате лезвие значительно дольше держит кромку, а его острота значительно выше, чем у сделанного из обычной М2.

И хотя по своим эксплуатационным свойствам М2 Cryo не дотягивает до М42, к которой тоже применяют криогенную обработку, но сочетание цены, простоты заточки, хорошей износоустойчивости и отличной остроты делают резцы из этой стали оптимальным для меня решением на сегодня. Crown Cryo — наиболее распространённые резцы этой марки. Английская Crown делает такую сталь и для других производителей, в частности для американской Hurricane. Также есть серия резцов с криогенной закалкой Henry Taylor Кгуо (пишется именно через к), но мне пока не удалось найти европейского продавца без посредников. Возможно, это показатель того, что они не смогли достичь такого уровня превосходства над обычной М2, как Crown, и не так распространены и популярны.

Несколько слов о других специальных методах обработки токарных инструментов. Одним из них является нанесение покрытия из нитрида титана поверх обычной М2. Резцы и сменные пластины с титановым покрытием толщиной 0,15-0,2 мк и твёрдостью до 85 HRC выпускает Robert Sorby. Подобное покрытие золотого цвета вы можете увидеть на свёрлах. Но я сильно сомневаюсь в перспективности этой технологии в нашей области. Более интересной представляется технология азотирования той же М2. Это не покрытие, а процесс создания диффузной зоны на поверхности инструмента, где основной металл сплавляется с углеродом и азотом. Азотирование снижает поверхностное трение, повышает износостойкость, значительно улучшает удержание кромки (твёрдость до 75 HRC). Пока привожу данные только из описаний, но надеюсь вскоре попробовать такие резцы в деле. Мой американский коллега торгует у себя на сайте азотированными резцами от Robust и вызвался продавать местным любителям разработанные мной ЗВ-печатные приспособления для заточки. Договорились, что он пришлёт мне Robust Turner Edge Bowl Gouge.

Углеродистые инструментальные стали я не рассматриваю в числе достойных кандидатов для рабочих токарных резцов. Пробовал разные: 65Г, 9ХС, 11Х15, именитую Kirschen. И дело даже не в пресловутой низкой красностойкости (реальные ситуации с перегревом резцов достаточно редки и их можно избежать), дело в итоговой производительности.

Поиски в этом направлении закончены, они бесперспективны. У этих сталей другое назначение. Хотя инструменты из углеродистой стали очень хорошо подходят для процесса обучения (частые походы к заточному станку очень полезны для отработки навыков), а их низкая стоимость позволяет без оглядки на объём сточенного металла экспериментировать с формами заточки.

Есть ещё раздел китайского дешевого HSS. Из такого сделаны большинство наборов в наших инструментальных магазинах. Твёрдость порядка 53-55 HRC, стираются они мгновенно. Но для начала и учёбы, опять же, подойдёт. Я заказывал HSS-бланки различных размеров на Amazon и делал свои резцы. Один из широких ножей как раз из такой пластины (30 х 4 х 200 мм). Использую его для черновых работ на мягких породах, когда хочется сохранить остроту основных инструментов для финишной чистоты.

Из серии сталей для самоделок отмечу ещё наш у быстрорежущую сталь Р18 с повышенным содержанием вольфрама. У меня есть пара откованных из Р18 резцов, они явно недостаточно хорошо закалены, поэтому не буду делать каких-либо собственных заключений, однако слышал о них много очень хороших отзывов.

Отдельно стоит группа инструментов на базе сменных твердосплавных пластин. Они не режут, а отрывают волокна древесины. И хорошие пластины делают это очень легко, что может показаться привлекательным для начинающих. Но лично я стараюсь избегать работы такими инструментами, так как это генераторы вредной мелкой древесной пыли. Но есть ситуации, где обрабатывать резанием или сложно, или невозможно, например внутренние выборки или обработка особых материалов (эпоксидные заливки). У меня единственный подобный инструмент (Crown Tugsten Extreme Scraper) с пластиной твёрдостью 93 HRC закрывает все такие задачи.

На фото (слева направо):
1. Crown М2 Cryo.
2. Crown М2 Cryo.
3. Crown M42 Razor Edge.
4. Crown М2.
5. Crown М2 Cryo.
6. Henry Taylor М2.
7. Henry Taylor М2.
8. Doug Thompson CPM10V.
9. D-Way M42.
10. China HSS (Uxcell).
11. Kirschen (инструментальная углеродистая сталь).
12. Кованная 9ХС.

При подготовке статьи использованы материалы сайта www.rubankov.net

---

Читайте также: Токарный резец рейер – заточка и какие бывают резцы этого типа

---

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ – ВИДЕО

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРИЦ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВО. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Ниже другие записи по теме "Как сделать своими руками - домохозяину!"

---

Подпишитесь на обновления в наших группах и поделитесь.

Будем друзьями!