Штамповые стали для деформирования в холодном состоянии

Стали, используемые для изготовления штампов, пластически деформирующих металл при нормальных температурах, должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью. В процессе деформирования с большей скоростью штампы разогреваются до 200 – 350°С. Поэтому стали этого класса должны быть и теплостойкими. Для крупных штампов необходимо обеспечить высокую прокаливаемость и небольшие объемные изменения при закалке. Если в процессе термической обработки произойдет искажение сложной конфигурации штампа, то необходимо будет производить доводку штампа до требуемых размеров, что не всегда осуществимо. Наиболее часто применяют стали, состав которых и термическая обработка приведены в табл. 3.

Высокохромистые стали Х12Ф1 и Х12М относятся к ледебуритному классу и содержат 16 – 17% карбидов (Cr, Fe)₇C₃. Стали предназначены для изготовления массивных штампов сложной формы, накатных роликов, валков, глазков для калибрования и т. д. Стали обладают высокой износостойкостью и при закалке в масле мало деформируются, что важно для штампов сложной формы. Стали закаливают на первичную и вторичную твердость (табл. 10). На вторичную твердость закаливают с 1120°С, что приводит к сильному легированию аустенита хромом вследствие растворения карбида (Cr, Fe)₇C₃ и в итоге к резкому снижению мартенситной точки. После закалки в структуре стали содержится до 60 – 80% остаточного аустенита и твердость составляет HRC 42 – 54. После многократного от пуска при 500 – 520°С (см. табл. 3) аустенит превращается в мартенсит и твердость возрастает до HRC 60 – 62. Такая обработка повышает теплостойкость, но снижает механические свойства, и ее производят только для небольших штампов, не испытывающих высоких нагрузок и разогревающихся при работе до высоких температур. Чаще применяют закалку на первичную твердость, обеспечивающую меньшую хрупкость стали. Молибден и ванадий в сталях Х12Ф1 и Х12М способствуют сохранению мелкого зерна. Обе стали обладают высокой устойчивостью переохлажденного аустенита (рис. 2, г), а следовательно, хорошей прокаливаемостью. При закалке на первичную твердость сталь

Таблица 3

Химический состав и термическая обработка штамповых сталей

для деформирования в холодном состоянии

Марка стали	Химический состав, %	Температура, °С	Твердость, HRC
С	Cr	V	другие элементы	закалки	отпуска
Х12Ф1	1,2 – 1,45	11 – 12,5	0,7 – 0,9	–		150* 500 – 520**	61 – 63 60 – 62
Х12М	1,45 – 1,65	11 – 12,5	0,15 – 0,3	0,4 – 0,6 Мо		500 – 520	62 – 64 60 – 62
Х6ВФ	1,05 – 1,15	5,5 – 6,5	0,5 – 0,8	1,1 – 1,5 W			61 – 63
4ХВ2С	0,35 – 0,45	1,0 – 1,3	–	2,0 – 2,5 W; 0,6 – 0,9 Si			53 – 55
5ХВ2С	0,45 – 0,55	1,0 – 1,3	–	2,0 – 2,5 W; 0,5 – 0,8 Si			48 – 56

* Для повышения вязкости в результате некоторого снижения твердости HRC (58 – 59) температуру отпуска повышают до 200 – 275⁰С

** 4 – 5 раз по 1 ч.

Х12Ф1 прокаливается до 150 – 180 мм, а сталь Х12М – до 200 мм при охлаждении в масле. Недостаток высокохромистых сталей заключается в трудности обработки резанием в отожженном состоянии (НВ 207 – 269) и снижении механических свойств в случае резко выраженной карбидной неоднородности (крупные скопления карбидов, карбидная сетка, карбидная полосчатость). Меньшей карбидной неоднородностью обладает сталь с Х6ВФ, которую используют для инструментов с высокой механической прочностью и сопротивлением изнашиванию (накатные плашки, накатники для холодного накатывания зубчатых колес и т. д.). Прокаливаемость стали Х6ВФ меньше и не превышает 70 – 80мм.

Для изготовления штампов сложной формы, пневматического инструмента, гибочных и вытяжных штампов, ножей для резания металлов, пуансонов и обжимных матриц и другого инструмента, испытывающего в работе ударные нагрузки, применяют доэвтектоидные стали 4ХВ2С, 5ХВ2С (см. табл. 3), 6ХВ2С, а также 4ХС и 6ХС, содержащие 1,0 – 1,6% Сr и 0,6 – 1,6% Si. Высокая вязкость сталей достигается низким содержанием в них углерода и в результате применения после закалки более высокого отпуска. Нередко для холодновысадочных пуансонов и небольших штампов (вытяжные, обрезные и вырубные) применяют углеродистые стали У10А, У11А и У12А.

Дата добавления: 2014-12-23