Инструментальная сталь штамповая – Инструментальные легированные (штамповые) стали

alexxlab | 26.08.2019 | 0 | Разное

Инструментальная штамповая сталь. Марки стали. Применение стали.

Справочная информация

Инструментальная штамповая сталь:
ст.27Х2Н2М1Ф, ст.2Х6В8М2К8, ст.3Х2В8Ф, ст.3Х2Н2МВФ
ст.40Х5МФ, ст.4Х2В2МФС, ст.4Х3В2М2, ст.4Х3В8М, ст.4Х8В2 (ЭИ160), ст.4ХВ2С,
ст.5Х2ГСМФ, ст.5ХВ2С, ст.5ХГМ, ст.5ХГСВФЮ, ст.5ХГСМФ, ст.5ХНС, ст.5ХНСВ, 
ст.6Х3ФС, ст.6ХВС, ст.7ХГ2ВМ

Применение инструментальной штамповой стали:
Сталь 27Х2Н2М1Ф
* Применяется для ответственных деталей прессового инструмента с повышенными свойствами прочности и повышенной пластичностью после нормализации и отпуска: втулки контейнеров, кольца, пресс-штемпели, иглы и другие детали, работающие при температурах до 500 °С.
Сталь 2Х6В8М2К8
* Применяется для производства - иглы, пуансоны для прессования жаропрочных и коррозионно-стойких сталей и сплавов, а также титановых сплавов при температурах до 650-675 °С.С, выполняемых без интенсивного охлаждения
Сталь 3Х2В8Ф
* Применяется для изготовления тяжелонагруженного прессового инструмента (мелкие вставки окончательного штамповочного ручья, матрицы и пуансоны для выдавливания и т. д.) при горячем деформировании легированных конструкционных сталей и жаропрочных сплавов; пресс-форм литья под давлением медных сплавов.

Сталь 3Х2Н2МВФ
* Применяется для изготовления ответственных деталей прессового инструмента с высокими свойствами прочности и удовлетворительной пластичностью после нормализации и отпуска: пресс-штемпели, иглы и другие детали, работающие при повышенных температурах до 500 °С.
Сталь 40Х5МФ
* Применяется для производства ответственных деталей прессового и штампового инструмента с высокими свойствами прочности после нормализации и отпуска: втулки контейнеров, кольца, пресс-штемпели, иглы и другие детали, работающие при температуре до 500 °С.
Сталь 4Х3ВМФ (ЗИ2)
* Применяется для изготовления мелких молотовых штампов, молотовых и прессовых вставок (толщиной или диаметром от 300 до 400 мм), инструмента горизонтально-ковочных машин при горячем деформировании конструкционных сталей и жаропрочных сталей; инструмента для высокоскоростной машинной штамповки конструкционных сталей. Сталь 4ХВ2С
* Применяется для производства пневматического инструмента: зубила, обжимки, вырубные и обрезные штампы сложной формы, работающие с повышенными ударными нагрузками.
Сталь 5Х2ГСМФ
* Применяется для производства поковок различных деталей общего машиностроения; тяжелонагруженных цельных молотовых штампов массой не более 5 т.
Сталь 5ХВ2С
* Применяется для изготовления ножей при холодной резке металла; резьбонакатных плашек, пуансонов и обжимных матриц при холодной обработке металлов; штампов сложной формы, работающих с повышенными ударными нагрузками.
Сталь 5ХВ2СФ
* Применяется для изготовления ножей холодной резки металла; резьбонакатных плашек, пуансонов и обжимных матриц при холодной обработке металла; деревообрабатывающих инструментов для длительной работы.
Сталь 5ХГМ
* Применяется для изготовления молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей до 3 т, ковочные штампы для горячей штамповки, валки крупных, средних и мелкосортных станов для прокатки твердоко металла.
Сталь 5ХГСМФ
* Применяется для производства поковок различных деталей общего машиностроения; тяжелонагруженных цельных молотовых штампов массой не более 5 т.
Сталь 5ХНВ
* Применяется для изготовления молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов массой падающих частей до 3 т.
Сталь 5ХНВС
* Применяется для изготовления молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов массой падающих частей до 3 т.
Сталь 7ХГ2ВМФ
* Применяется для изготовления штампов холодного объемного деформирования и вырубного инструмента сложной конфигурации, используемых при производстве изделий из цветных сплавов и низкопрочных конструкционных сталей.
Сталь Х12
* Применяется для изготовления холодных штампов высокой устойчивости против истирания (преимущественно с рабочей частью округлой формы), не подвергающихся сильным ударам и толчкам; волочильных досок и волок, глазков для калибрования пруткового металла под накатку резьбы; гибочных и формовочных штампов, сложных секций кузовных штампов, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению; матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов; штамповок активной части электрических машин и электромагнитных систем электрических аппаратов.
Сталь Х12ВМ
* Применяется для изготовления холодных штампов высокой устойчивости против истирания, не подвергающиеся сильным ударам и толчкам, волочильные доски и волоки, глазки для калибрования пруткового металла под накатку резьбы, гибочные и формовочные штампы, сложные кузовные штампы, матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов, штамповки активной части электрических машин.
Сталь Х12ВМФ
* Применяется для изготовления холодных штампов высокой устойчивости против истирания, не подвергающиеся сильным ударам и толчкам, волочильные доски и волоки, глазки для калибрования пруткового металла под накатку резьбы, гибочные и формовочные штампы, сложные кузовные штампы, матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов, штамповки активной части электрических машин.
Сталь Х12М
* Применяется для изготовления накатных роликов, волочильных досок и волок, глазков для калибрования металла; матриц и пуансонов вырубных штампов; пуансонов и матриц холодного выдавливания, эксплуатируемых с рабочими давлениями до 1400-1600 мПа.
Сталь Х12МФ
* Применяется когда требуется большая вязкость чем у стали марки 12Х - для изготовления холодных штампов высокой устойчивости против истирания (преимущественно с рабочей частью округлой формы), не подвергающихся сильным ударам и толчкам; волочильных досок и волок, глазков для калибрования пруткового металла под накатку резьбы; гибочных и формовочных штампов, сложных секций кузовных штампов, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению; матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов; штамповок активной части электрических машин и электромагнитных систем электрических аппаратов. Для изготовления профилировочных роликов сложных форм; секций кузовных штампов сложных форм; сложных дыропрошивочных матриц при формовке листового металла, эталонных шестерен, накатных плашек, волок, матриц и пуансонов вырубных, просечных штампов (в том числе совмещенных и последовательных) со сложной конфигурацией рабочих частей; штамповок активной части электрических машин.
Сталь Х12Ф1
* Применяется когда требуется большая вязкость чем у стали марки 12Х - для изготовления холодных штампов высокой устойчивости против истирания (преимущественно с рабочей частью округлой формы), не подвергающихся сильным ударам и толчкам; волочильных досок и волок, глазков для калибрования пруткового металла под накатку резьбы; гибочных и формовочных штампов, сложных секций кузовных штампов, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению; матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов; штамповок активной части электрических машин и электромагнитных систем электрических аппаратов. Для изготовления профилировочных роликов сложных форм; секций кузовных штампов сложных форм; сложных дыропрошивочных матриц при формовке листового металла, эталонных шестерен, накатных плашек, волок, матриц и пуансонов вырубных, просечных штампов (в том числе совмещенных и последовательных) со сложной конфигурацией рабочих частей; штамповок активной части электрических машин.
Сталь Х6Ф1
* Применяется для изготовления слоя повышенной твердости в горячекатаной двухслойной фасонной полосовой стали для лемехов к корпусам тракторных плугов общего назначения; культиваторных дисков, дисков борон, молоточков молотильных аппаратов комбайнов; деталей горнорудной техники (днищ, накладок).
Сталь Х6Ф4М
* Применяется для изготовления штампов.

 

ГП Стальмаш поставляет металлопрокат (более 2000 марко-профиле-размеров металлопродукции) в более чем 250 марках легированных сталей по следующей нормативно-технической документации (стандарты на сталь):

ГОСТ 4543-71, ГОСТ 19281-89, ГОСТ 1414-75, ГОСТ 1435-99, 

ГОСТ 20072-74, ГОСТ 14959-79, ГОСТ 801-78, ГОСТ 5950-2000, 

ГОСТ В 10230-75, ГОСТ 4728-99, ГОСТ 10884-94, ГОСТ 1050-88 

и другие ГОСТ, ОСТ, ТУ, ТС.

Из наличия прокат стальной круглый отпускается от 100 - 500 килограмм, в зависимости от марко-профиле-размеров проката.

ГП Стальмаш производит отгрузку круглой металлопродукции со склада в г.Екатеринбург:

*на самовывоз,

*контейнерами (3-х, 5-ти, 20-ти тонные и 40-ка футовые),

*вагонами,

*отправка автотранспортными компаниями по всей территории России,

*отгрузка через желдорэкспедицию

Оперативная информация о ПОЛНОМ наличии на складе, ценах, условиях отгрузки по телефонам ГУП «Стальмаш»:

(343) 268-0789,   (343) 269-2099,

(343) 268-6713,   (343) 269-2102,

(343) 268-6735,   (343) 269-3066,

(343) 268-7815,   (343) 269-3106,

 

ГП Стальмаш поставляет металлопрокат (более 2000 марко-профиле-размеров металлопродукции) в более чем 250 марках легированных сталей по следующей нормативно-технической документации (стандарты на сталь):

ГОСТ 4543-71, ГОСТ 19281-89, ГОСТ 1414-75, ГОСТ 1435-99, 

ГОСТ 20072-74, ГОСТ 14959-79, ГОСТ 801-78, ГОСТ 5950-2000, 

ГОСТ В 10230-75, ГОСТ 4728-99, ГОСТ 10884-94, ГОСТ 1050-88 

и другие ГОСТ, ОСТ, ТУ, ТС.

 

Из наличия прокат стальной круглый отпускается от 100 - 500 килограмм, в зависимости от марко-профиле-размеров проката.

 

ГП Стальмаш производит отгрузку круглой металлопродукции со склада в г.Екатеринбург:

*на самовывоз,

*контейнерами (3-х, 5-ти, 20-ти тонные и 40-ка футовые),

*вагонами,

*отправка автотранспортными компаниями по всей территории России,

*отгрузка через желдорэкспедицию

Оперативная информация о ПОЛНОМ наличии на складе, ценах, условиях отгрузки по телефонам ГУП «Стальмаш»:

(343) 268-0789,   (343) 269-2099,

(343) 268-6713,   (343) 269-2102,

(343) 268-6735,   (343) 269-3066,

(343) 268-7815,   (343) 269-3106,

 

yaruse.ru

Инструментальная штамповая сталь

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке инструментальной штамповой стали для штампов холодного деформирования повышенной производительности и технологического оборудования. Предложена инструментальная штамповая сталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, марганец, кремний, никель, алюминий, серу, железо. Изобретение направлено на повышение твердости, теплостойкости, износостойкости, обрабатываемости резанием и шлифуемости без ухудшения свариваемости, термообрабатываемости. Высокие показатели износостойкости, обрабатываемости резанием и шлифуемости инструментальной штамповой стали обеспечиваются защитными сульфидными пленками, образующимися на рабочих поверхностях изделий (штампов, технологического оборудования) в процессе эксплуатации благодаря комплексному легированию стали серой, молибденом и кобальтом при определенном соотношении компонентов. Высокие значения твердости и теплостойкости стали достигаются за счет дисперсионного упрочнения при легировании кобальтом и молибденом. 10 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке инструментальной штамповой стали для штампов холодного деформирования повышенной производительности и технологического оборудования.

Известна инструментальная штамповая сталь Х6ВФ ГОСТ 5950-73. Сортовой прокат. [Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г.Сорокина // М.: Машиностроение, 1989. С.384] следующего химического состава:

Углерод1,05-1,15
Хром5,5-6,5
Вольфрам1,1-1,5
Молибден0,01-0,3
Ванадий0,5-0,8
Марганец0,15-0,40
Кремний0,15-0,35
Никель0,01-0,35
Фосфор0,001-0,03
Сера0,001-0,03
Медь
0,001-0,3

Известна другая инструментальная штамповая сталь Х12Ф1 ГОСТ 5950-73. Сортовой прокат. [Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г.Сорокина // М.: Машиностроение, 1989. С.388] следующего химического состава:

Углерод1,25-1,45
Хром11,0-12,5
Ванадий0,7-0,9
Марганец0,15-0,40
Кремний0,15-0,35
Никель0,01-0,35
Фосфор0,001-0,03
Сера0,001-0,03
Медь0,001-0,3

Известные стали после термической обработки: закалка + отпуск имеют высокую прочность и удовлетворительную вязкость и используются для изготовления инструментов холодной обработки давлением [Геллер Ю.А. Инструментальные стали /М.: Металлургия, 1983. С.298], [Материаловедение /Под ред. Б.Н.Арзамасова, Г.Г.Мухина, МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002, с.624-627].

Однако указанные стали обладают недостаточно высокой износостойкостью. Стали характеризуются низкой теплостойкостью. Известные стали не применяются для сварных конструкций [Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г.Сорокина // М.: Машиностроение, 1989. С.386, 389].

Стали имеют недостаточно высокие характеристики шлифуемости из-за наличия аустенита в структуре. Например, шлифуемость стали Х6ВФ ГОСТ 5950-73 при HRC 57-59 - удовлетворительная, при HRC 59-61 - пониженная, а при HRC 63-65 - низкая. Шлифуемость стали Х12Ф1 ГОСТ 5950-73 - удовлетворительная [Марочник сталей и сплавов /Под ред. В.Г.Сорокина // М.: Машиностроение, 1989]. В результате процесс характеризуется низкой производительностью съема стали без перегрева. Возможно образование дефектов: прижогов, сетки трещин.

Обрабатываемость резанием невысокая: у стали Х6ВФ при НВ 229 Кϑтв.спл=0,9, Kϑб.ст.=0,5, а у стали Х12Ф1 при НВ 217-228: Кϑтв.спл=0,8, Кϑб.ст.=0,3.

Наиболее близкой к предлагаемой инструментальной штамповой стали является инструментальная сталь [ЕР 1072691, МПК С 22 С 38/22, С 22 С 38/24. Tool steel with excellent workability, machinability and heat treatment characteristics, and die using same / Hitachi Metals], принятая за прототип.

Сталь имеет следующий химический состав, мас.%:

Углерод0,55-0,75
Хром6,8-8,0
Молибден0,4-0,83
Вольфрам0,2-0,42
Ванадий0,01-0,5
Марганец0,1-1,2
Кремний1,0-0,6
Никель0,01-0,4
Алюминий0,01-0,6
Кальций0,00001-0,0001
Сера0,001-0,12
ЖелезоОстальное

Сталь отличается хорошей свариваемостью, обрабатываемостью при деформации и термообрабатываемостью без ухудшения механических свойств.

Однако известная сталь имеет низкую твердость (после термической обработки ≥57 HRC), недостаточно высокую теплостойкость (HRC57 уже при 500°С) и сравнительно низкую износостойкость. Кроме того, желательно дополнительное повышение технологических свойств: обрабатываемости резанием и шлифуемости.

Технической задачей настоящего изобретения является создание инструментальной штамповой стали с высокой твердостью, теплостойкостью, износостойкостью, обрабатываемостью резанием и шлифуемостью, обеспечивающей высокую надежность изделий, выполняемых из этой стали.

Для достижения поставленной задачи предложена инструментальная штамповая сталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, марганец, кремний, никель, алюминий, серу, железо, в которой согласно изобретению она дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,75-0,9
Хром6,8-8,0
Вольфрам1,1-1,5
Молибден5,0-6,0
Ванадий0,01-0,5
Кобальт5,0-6,0
Марганец0,1-1,2
Кремний0,1-0,6
Никель0,01-0,4
Алюминий0,01-0,6
Сера0,15-0,35
ЖелезоОстальное

Подобранное соотношение компонентов позволяет получить стабильную мелкодисперсную структуру стали (балл зерна 10-11) с высокими технологическими и эксплуатационными характеристиками.

Содержание углерода в указанном интервале (0,75-0,9%) обеспечивает высокую вторичную твердость, теплостойкость и износостойкость стали. Сталь при нагреве под закалку получает аустенит, богатый углеродом, что усиливает эффект дисперсионного твердения при отпуске, повышая вторичную твердость и несколько меньше теплостойкость. Износостойкость возрастает в результате повышения твердости отпущенного мартенсита. Содержание углерода ниже указанного предела снижает твердость, теплостойкость и износостойкость. Содержание углерода больше верхнего предела может привести к снижению прочности и вязкости стали (из-за роста размеров карбидных частиц и ухудшения условий их распределения), что дополнительно усиливается влиянием масштабного фактора.

Содержание хрома (6,8-8,0%) необходимо для обеспечения прокаливаемости стали. Содержание хрома ниже указанного нижнего предела ухудшает технологичность стали при термической обработке. Содержание хрома больше указанного верхнего предела снижает прочность и вязкость стали из-за ухудшения условий распределения карбидов.

Вольфрам в интервале 1,1-1,5% (на порядок выше, чем у прототипа), как карбидообразующий элемент, обеспечивает высокую твердость, теплостойкость и износостойкость стали. Содержание ниже указанного интервала снижает отмеченные свойства стали. Содержание вольфрама больше указанного верхнего предела неэффективно с точки зрения рационального легирования вольфрамомолибденовых сталей.

Приведенная концентрация молибдена 5,0-6,0% (на порядок по сравнению с прототипом) и наличие кобальта (5,0-6,0%) необходимы для связывания серы в мелкодисперсные, равномерно распределенные сульфиды глобулярной формы с целью предупреждения химической неоднородности и ликваций. Сульфиды являются "масленками", образуя защитные смазывающие пленки на поверхности контакта изделия с обрабатываемым металлом. Образование сульфидных пленок улучшает шлифуемость стали: повышается чистота поверхности, снижается чувствительность к образованию шлифовочных трещин даже при наличии аустенита в структуре стали. Улучшается обрабатываемость резанием. Появляется возможность дополнительного увеличения режимов обработки шлифованием и резанием. Кроме того, введение кобальта и молибдена в количестве 5,0-6,0% создает дисперсионное упрочнение стали, повышая твердость, теплостойкость и износостойкость. Минимальное содержание молибдена и кобальта определено степенью эффективности воздействия элементов. Содержание кобальта больше указанного верхнего предела снижает прочность и вязкость стали. Ухудшаются технологические свойства: шлифуемость и обрабатываемость резанием. Содержание молибдена выше указанного верхнего предела может вызвать технологические дефекты стали: чувствительность к обезуглероживанию при отжиге и закалке, чувствительность к излишнему росту зерна (разнозернистости в отдельных участках микроструктуры) при нагреве под закалку, что ухудшает механические свойства стали.

Ванадий (0,01-0,5%) повышает твердость, теплостойкость, износостойкость стали за счет усиления эффекта дисперсионного твердения при отпуске. Превышение указанного верхнего предела нерационально с точки зрения эффективности легирования.

Марганец (0,1-1,2%) способствует повышению твердости стали. Содержание больше указанного верхнего предела ухудшает свариваемость стали.

Кремний по нижней границе указанного интервала (0,1-0,6%) необходим как раскислитель для улучшения свариваемости. В указанных пределах повышает литейные свойства. Содержание кремния выше указанного предела ухудшает термообрабатываемость (изменение размеров изделия) вследствие образования цементитной фазы.

Никель (0,01-0,4%) может вводиться для повышения обрабатываемости стали. При содержании никеля больше указанного верхнего предела возможно ухудшение ударной вязкости и свариваемости.

Алюминий (0,01-0,6%) может вводиться как раскислитель для улучшения свариваемости стали. Содержание алюминия больше указанного верхнего предела снижает технологические свойства стали.

Легирование серой в количестве 0,15-0,35%, что в три раза больше по верхнему пределу, чем у прототипа, обеспечивает надежное образование защитных сульфидных пленок на поверхности штампов в процессе эксплуатации. Пленки уменьшают адгезию инструментальной штамповой стали с обрабатываемым металлом, что способствует повышению износостойкости штампа. Нижний предел содержания серы ограничивается эффективностью ее воздействия как пленкообразующего элемента. Содержание серы больше указанного верхнего предела не дает значимого снижения адгезии в зоне контакта штамповой стали с обрабатываемым металлом и снижает прочностные и эксплуатационные характеристики изделия.

Таким образом, использование предложенной стали позволит изготавливать штампы для холодного деформирования и технологическое оборудование повышенной надежности и производительности за счет повышения их эксплуатационных характеристик: твердости, теплостойкости и износостойкости. Улучшенные характеристики обрабатываемости резанием и шлифуемости стали позволят повысить технологичность и производительность процессов изготовления штампов. Хорошая свариваемость стали расширит технологические возможности изготовления, восстановления и упрочнения штампов и другого технологического оборудования за счет производства сварных конструкций и конструкций с наплавленной рабочей частью.

Инструментальную штамповую сталь получали в лабораторных условиях электродуговой наплавкой порошковой проволоки в среде аргона на заготовки из стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71. Основные параметры режима наплавки: I=180-200 А, U=24-25 В, υ=6-8 м/ч.

Порошковая проволока представляла собой трубку с оболочкой из холоднокатаной ленты глубокой вытяжки 08Ю ГОСТ 503-81, заполненную порошками легирующих элементов (шихтой) в определенном соотношении компонентов. Состав шихты (наличие и соотношение компонентов) рассчитывался по имеющейся методике исходя из требуемого химического состава получаемой инструментальной штамповой стали. Диаметр порошковой проволоки d=2 мм, kз=0,48-0,50. Порошковые проволоки изготавливались на стане по малотоннажному производству порошковой проволоки в лабораторных условиях. В процессе наплавки при расплавлении порошковой проволоки (оболочки и шихты) и нанесении ее на низколегированную конструкционную сталь получали штамповые стали указанного химического состава (табл.1).

Закалка инструментальной штамповой стали выполнялась в процессе наплавки. Термическая обработка заключалась в выполнении 3-кратного отпуска по 1 часу при 560°С. Охлаждение с температур расплава при наплавке позволило обеспечить более высокие скорости охлаждения стали по сравнению с прототипом (где закалка выполнялась от 1000-1050°С), а следовательно, получить более высокую твердость, теплостойкость, износостойкость, чем у прототипа [Материаловедение / Под ред. Б.Н.Арзамасова, Г.Г.Мухина, МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002, с.624-627; 614-619].

Введение кобальта дополнительно повысило твердость инструментальной штамповой стали за счет интерметаллидного упрочнения. Максимальная твердость стали после наплавки (с закалкой) и отпуска составила ≤69 HRC. Теплостойкость стали после термической обработки: HRC 59 при ≤630°С (табл.2).

Предложенная сталь обладает более высокими технологическими свойствами: обрабатываемостью резанием (табл.3-6) и шлифуемостью (табл.7) по сравнению с прототипом благодаря наличию защитных смазывающих пленок (создаваемых комплексным легированием стали серой, молибденом и кобальтом при указанном соотношении компонентов). Кроме того, благодаря подобранному химическому составу сталь обладает хорошей свариваемостью (табл.8-9) и термообрабатываемостью. Изменение линейных размеров изделия при термической обработке при температуре ≥560°С не превышает 0,1%, а после отпуска при 520°С изменение размеров имеет нулевое значение (табл.10).

Инструментальная штамповая сталь может выплавляться в электропечах [Технология конструкционных материалов. / Под ред. А.М.Дальского // М.: Машиностроение, 2003. С.41-44].

Данное изобретение в настоящее время находится на стадии опытно-промышленных испытаний.

Таблица 1
Химический состав сталей, % по массе
СтальСCrWМоVСоMnSiNiAlSFe
1Предложенная0,98,01,55,00,35,00,40,40,010,30,3577,84
20,87,01,25,50,56,01,20,10,010,60,2576,84
30,756,81,16,00,45,50,80,30,010,40,1577,79
1 *0,657,252,4<0,01<0,01-0,50,15--0,015ост.
2 *Прототип0,757,911,050,350,25-0,350,300,004-0,1нет данных
3 *0,727,37<0,011,250,35-0,290,25--0,135ост.
1*, 2*, 3* - №10, №12, №24 по прототипу соответственно.
Таблица 2
Твердость, теплостойкость
СтальТвердость (HRC)Теплостойкость (°С, HRC59)
1Предложенная68640
266630
365620
1Прототип 57-59 <500
2
3
Таблица 3
Обрабатываемость резанием. Условия испытаний
НаименованиеУсловия испытаний
прототипнастоящее изобретение
Инструмент2NKR10 (из быстрорежущей стали)Р6М5К5
Скорость резания25 м/мин28 м/мин
Подача0,08 мм/об0,08 мм/об
Глубина резания0,8×1,5 мм0,8×1,5 мм
Вид операцииточениеточение
Охлаждениебез охлаждениябез охлаждения
Обрабатываемая стальпосле отжига
Таблица 4
Обрабатываемость резанием.
СтальСтойкость инструмента (до наступления износа 0,3 мм)
1Предложенная22 м
222 м
322 м
1Прототип18 м
2-
3-
Таблица 5
Обрабатываемость резанием. Условия испытаний
НаименованиеУсловия испытаний
прототипнастоящее изобретение
ИнструментHES2100-C (с твердосплавным покрытием)Т15К6
Скорость резания75 м/мин75 м/мин
Подача0,05 мм/об0,08 мм/об
Глубина резания0,2×1,5 мм0,2-1,8 мм/об
Вид операцииточениеточение
Охлаждениебез охлаждениябез охлаждения
Стальпосле отжига
Таблица 6
Обрабатываемость резанием
СтальСтойкость инструмента (до наступления износа покрытия 0,1 мм)
1Предложенная19 м
219 м
319 м
1Прототип16 м
2-
3-
Таблица 7
Шлифуемость
СтальТвердость (HRC)
1Предложеннаяхорошая
2хорошая
3хорошая
1Прототип-
2-
3-

Таблица 9
Свариваемость
СтальТвердость (HRC)Температура предварительного подогрева (°С)Свариваемость (трещины)
1Предложенная68-нет трещин
266-нет трещин
365-нет трещин
1Прототип---
260,1350нет трещин
358,5350нет трещин
Таблица 10
Изменение размеров изделия при термической обработке
СтальКоэффициент линейного расширения,%
Т<500°СТ≥500°С
1Предложенная0<0,1
2
3
1Прототип0<0,1
2
3

Инструментальная штамповая сталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, марганец, кремний, никель, алюминий, серу, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,75-0,9
Хром6,8-8,0
Вольфрам1,1-1,5
Молибден5,0-6,0
Ванадий0,01-0,5
Кобальт5,0-6,0
Марганец0,1-1,2
Кремний0,1-0,6
Никель0,01-0,4
Алюминий0,01-0,6
Сера0,15-0,35
ЖелезоОстальное

findpatent.ru

Предварительно закаленная, исключительно чистая инструментальная и штамповая сталь -

Марки стали и Продукция Выбрать сталь Поддержка Услуги Связь с нами SSAB

Быстрые ссылки

Select site Поиск

SSAB в соцсетях

www.ssab.ru

Инструментальная штамповая сталь ГОСТ 5950-2000. Марки стали. Применение стали.

Справочная информация

Сталь 27Х2Н2М1Ф
* для изготовления ответственных деталей прессового инструмента с повышенными свойствами прочности и повышенной пластичностью после нормализации и отпуска: втулки контейнеров, кольца, пресс-штемпели, иглы и другие детали, работающие при температурах до 500 °С.
Сталь 2Х6В8М2К8
* для изготовления игл, пуансонов для прессования жаропрочных и коррозионно-стойких сталей и сплавов, а также титановых сплавов при температурах до 650-675 °С.С, выполняемых без интенсивного охлаждения
Сталь 3Х2В8Ф
* для изготовления тяжелонагруженного прессового инструмента (мелкие вставки окончательного штамповочного ручья, матрицы и пуансоны для выдавливания и т. д.) при горячем деформировании легированных конструкционных сталей и жаропрочных сплавов;
* для изготовления пресс-форм литья под давлением медных сплавов.
Сталь 3Х2Н2МВФ
* для изготовления ответственных деталей прессового инструмента с высокими свойствами прочности и удовлетворительной пластичностью после нормализации и отпуска: пресс-штемпели, иглы и другие детали, работающих при повышенных температурах до 500 °С.
Сталь 40Х5МФ
* для изготовления ответственных деталей прессового и штампового инструмента с высокими свойствами прочности после нормализации и отпуска: втулки контейнеров, кольца, пресс-штемпели, иглы и другие детали, работающих при температуре до 500 °С.
Сталь 4ХВ2С
* для изготовления пневматического инструмента: зубила, обжимки, вырубные и обрезные штампы сложной формы, работающего с повышенными ударными нагрузками.
Сталь 5Х2ГСМФ
* для производства поковок различных деталей общего машиностроения;
* для изготовления тяжелонагруженных цельных молотовых штампов массой не более 5 т.
Сталь 5ХВ2С
* для изготовления ножей при холодной резке металла;
* для изготовления резьбонакатных плашек, пуансонов и обжимных матриц при холодной обработке металлов;
* для изготовления штампов сложной формы, работающих с повышенными ударными нагрузками.
Сталь 5ХГМ
* для изготовления молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей до 3 тн, ковочные штампы для горячей штамповки, валки крупных, средних и мелкосортных станов для прокатки твердого металла.
Сталь 5ХГСМФ
* для производства поковок различных деталей общего машиностроения;
* для изготовления тяжелонагруженных цельных молотовых штампов массой не более 5 т.
Сталь 7ХГ2ВМ
* для изготовления штампов холодного объемного деформирования, используемых при производстве изделий из цветных сплавов и малопрочных конструкционных сталей; пуансонов, матриц вырубных штампов сложной конфигурации
Сталь 8Х4В3М3Ф2
* для изготовления резьбонакатных инструментов для холодной накатки, шлиценакатных роликов;
Сталь Х12ВМ
* для изготовления холодных штампов высокой устойчивости против истирания, не подвергающиеся сильным ударам и толчкам, волочильные доски и волоки, глазки для калибрования пруткового металла под накатку резьбы, гибочные и формовочные штампы, сложные кузовные штампы, матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов, штамповки активной части электрических машин.
Сталь Х12М
* для изготовления накатных роликов, волочильных досок и волок, глазков для калибрования металла; матриц и пуансонов вырубных штампов;
* для изготовления пуансонов и матриц холодного выдавливания, эксплуатируемых с рабочими давлениями до 1400-1600 мПа.
Сталь Х6Ф1
* для изготовления слоя повышенной твердости в горячекатаной двухслойной фасонной полосовой стали для лемехов к корпусам тракторных плугов общего назначения;
* для изготовления культиваторных дисков, дисков борон, молоточков молотильных аппаратов комбайнов;
* для изготовления деталей горнорудной техники (днищ, накладок).
Сталь Х6Ф4М
* для изготовления штампов.

Другие марки инструментальной штамповой стали:
Сталь 4Х2В2МФС
Сталь 4Х3В2М2
Сталь 4Х3В8М
Сталь 4Х8В2 (ЭИ160)
Сталь 5ХГСВФЮ
Сталь 5ХНС
Сталь 5ХНСВ
Сталь 3Х3М3Ф
Сталь 4Х2В5МФ
Сталь 4Х3ВМФ
Сталь 4Х4ВМФС
Сталь 4Х5В2ФС
Сталь 4Х5МФС
Сталь 5Х3В3МФС
Сталь 5ХНМ
Сталь 6ХВ2С
Сталь 6ХВГ
Сталь 6ХС
Сталь 7Х3
Сталь 8Х3
Сталь 8Х4В3М3Ф2
Сталь Х12
Сталь Х12МФ
Сталь Х12Ф1
Сталь Х6ВФ

Оперативная и полная информация о наличии, ценах, условиях и сроках отгрузки по телефонам отдела сбыта ГП Стальмаш :

| (343) 268-7815 | (950) 208-1282 | (902) 255-6262 |

ЧАСЫ РАБОТЫ: Пн - Пт: с 06:30 до 16:00, время Московское, во вне рабочее время отправляйте запрос на E-mail: [email protected] или [email protected]

Металлопрокат от ГП Стальмаш, ООО [открыть для просмотра]

yaruse.ru

Инструментальные стали - марки, свойства, ГОСТ, применение

Вопрос увеличения эффективности обработки конструкционных сталей остается всегда актуальным. Исследования в этом направлении в одно время привели к появлению новых марок стальных сплавов, предназначенных исключительно для изготовления инструмента и оснастки под него. Название они получили соответствующее - инструментальные стали и сплавы.  что их отличало от обычных конструкционных? Какими свойствами они обладали? 

Общие сведения

Сталь, процент углерода в которой составляет более 0,7%, называют инструментальной. В основе фазовой структуры лежит мартенсит и только в некоторых случаях ледибурит.

Используется главным образом в машиностроении в качестве материала для производства инструмента по обработке черных и цветных сплавов.

Инструментальную сталь отличает ряд особенностей по сравнению с конструкционной. Среди них наиболее важными являются:

  • Повышенная твердость, которая составляет 60-65 единиц по шкале Роквелла.
  • Дополнительная прочность. Временное сопротивление на разрыв не должно быть ниже 900 МПа.
  • Способность сопротивляться воздействию абразивного износа.
  • Высокая прокаливаемость - свойство сталей термически упрочняться.
  • Красностойкость, которая характеризует металл с точки зрения способности сохранять свои прочностные характеристики при увеличении температурного воздействия на него.

Согласно государственным стандартам предусмотрены следующие разновидности инструментальных марок, исходя из их технологического назначения:

  • Инструментальные углеродистые стали ГОСТ 1435-99. Помечаются буквой «У» в начале маркировки. Цифра, следующая далее в обозначении, показывает углеродистую составляющую: У12, У10 и т.д. Размерность берется в сотых долях процента. В конце может ставиться буква «А» (например, У10А), которая показывает, что данная инструментальная сталь имеет уменьшенное количество отрицательных включений. В частности, это относится к сере и фосфору, элементам, ответственным за ухудшение механических свойств стального сплава.
  • Легированные инструментальные стали ГОСТ 5950-2000. Цифра, стоящая в начале, показывает сотую долу процента карбидов в стали. В случае ее отсутствия значение данного параметра принимается равным 1%. Далее следует буквенное обозначение легирующих элементов с указанием цифрами их содержания в целых долях процента: Х, 5ХВГ, 9ХС и прочее.
  • Быстрорежущие инструментальные стали ГОСТ 19265-73. В технической документации маркируются буквой «Р». Цифрой за ней обозначают ориентировочное содержание вольфрама – базового химического компонента для данной стали. Помимо него быстрорезы могут включать в своем составе кобальт и ванадий. Они также указываются в маркировке соответствующими буквами: К и Ф. Содержание хрома во всех быстрорежущих сталях колеблется в пределах 3-4%. По этой причине его не обозначают в маркировке.
  • Штампованные инструментальные стали ГОСТ 1265-74. Маркируется данный вид сталей аналогично легированным. По характеру применения они бывают штампованными сталями холодной и горячей деформации.

 

 

Рассмотрим каждый пункт теперь более подробно.

Инструментальная углеродистая сталь

Данный класс в машиностроении используется как материал для производства режущего инструмента с минимальным габаритным размером не более 13 мм. Причина этого ограничения кроется в их ограниченной прокаливаемости. Более крупные габаритные размеры возможны только если большая часть режущей кромки находится на поверхности (короткие свёрла, зенкера и прочее).

Для большинства режущего инструмента - зенковки, ножовки и фрезы - применяются стали У13, У11 и У10. В случае если стальной сплав работает в условиях сильных ударных воздействий, рекомендуется использовать марки типа У8 и У7. Они обладают большим коэффициентом ударной вязкости и, соответственно, способны выдержать большие динамические нагрузки.

Преимуществом инструментальных сталей приведенного класса является низкая цена, приемлемая податливость резанию в отожжённом состоянии и умеренная твердость. Для повышения их механических свойств применяют разного рода термообработку. Прежде всего, это закалка в соляном растворе или воде при 820 ºС плюс низкий отпуск, главное назначение которого - снятие внутренних напряжений.

Главным недостатком углеродистой инструментальной стали — это узкий диапазон температур закаливания, что усиливает внутренние деформации стали при ее термообработке. По этой причине использование данных сплавов ограничивается инструментом, работающим с низкими скоростями резания и температурами нагрева до 220 ºС.

Легированная инструментальная сталь

По сравнению с вышеописанной легированная обладает большей толщиной прокаливаемого слоя и меньшей склонностью к перегреву, что позволяет существенно снизить риск образования трещин во время термообработки инструмента. Благодаря этому минимальный габаритный размер инструмента увеличивается с 12 до 40 мм.

Низколегированные стали марок типа 11Х и 13Х рекомендуются для изготовления метчиков, ножей и напильников толщиной 1-15 мм. Особенно если указанный инструмент при этом имеет большую длину.

Стали 9ХС и ХВГС обладают повышенной красностойкостью с критической температурой 250 ºС. Они используются для сверл, плашек, гребенок и прочего инструмента диаметром до 80 мм. Недостатком их является небольшая хрупкость в отожжённом состоянии и чувствительность к образованию трещин во время шлифовки.

Также легированная инструментальная сталь отлично зарекомендовала себя в изготовлении разного рода измерительного инструмента - штангенциркули, линейки, скобы и прочее - за счет низкого значения коэффициента теплового расширения. Наиболее подходящими из них послужили стали типа Х и ХГ.

Быстрорежущая инструментальная сталь

Быстрорежущих инструментальных сталей от всех выше представленных видов инструментальных стальных сплавов отличает более высокая красностойкость. Данные сплавы не изменяют своих механических характеристик при температурном режиме до 650 ºС. Как результат, скорость резания увеличивается в 5 раза, а долговечность инструментария в 32 раз.

Этого стало возможным благодаря включению в их химический состав вольфрама или его аналога молибдена. Также на теплостойкость положительно влияет добавление в сталь таких металлов как кобальт, ванадий и хром. Наиболее востребованными марками в машино- и станкостроении являются Р18, Р12, Р6М4 и Р10К5Ф5. Из данной группы инструментальных сталей стоит отметить Р12, т.к. она обладает лучшей технологичностью: более податлива обработке давлением.

Термическая обработка данных стальных сплавов включает в себя закалку при 1250 ºС и многократный низкий отпуск при 350 ºС. Превышение указанных температур крайне нежелательно, т.к. это приводит к резкому снижению механических характеристик, в частности образования хрупкости. Иногда для улучшения коррозионностойких свойств быстрорезы дополнительно обрабатываются паром.

 

 

Штампованная сталь

Штампованная инструментальная сталь используется в производстве матриц и пуансонов штампов. Как было сказано ранее, она подразделяется на сталь холодного и горячего деформирования.

Инструментальная сталь холодной деформации работают при температуре 250-300 ºС. Сюда относят Х12М и Х12Ф1, в основе которых лежит фазовая структура ледибурит. Их отличие — это высокое значение прокаливаемости, красностойкости и твердости (64 HRC). Из них изготовляют массивные штампы сложной формы, ролики для накатывания резьбы и т.д.

Штампованные стали горячей деформации работают с более горячим металлом, температура которого может доходить до 550 ºС. Поэтому, помимо всего прочего, они должны обладать разгаростойкосью - способностью выдерживать многократные перегревы и не трескаться при этом. Наиболее востребованными марками здесь являются 5ХНМ и ХГМ.

Инструментальные стали в свое время совершили технологический прорыв в области обработки металлов. Их использование позволило повысить скорость резания почти в 5 раз. Но прогресс не стоит на месте. Сейчас они становятся все менее актуальными. Особенно на фоне новостей об усовершенствовании керамических сплавов.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 - 0 голосов

prompriem.ru

Характеристики и классификация инструментальных сталей

Инструментальная сталь отличается тем, что в ней содержится более чем 0.7% углерода. Главное её отличие состоит в повышенной прочности и твёрдости, потому она используется в производстве разнообразных рабочих инструментов.

За счёт своей невысокой цены и высокой твёрдости сплава, данный материал наиболее востребован. Однако он имеет определённый недостаток – это низкий уровень устойчивости к износу. Потому сплав не используется при производстве автомобильных деталей и оборудования, которое испытывает постоянную нагрузку.

к содержанию ↑

Разделение проходит на качественные и высококачественные виды. Отличие заключается в том, что в качественной стали имеется 0.03% серы и 0.035% фосфора, а в высококачественной – 0.02% серы и 0.03% фосфора.

По ГОСТу допускается выпуск нижеперечисленных:

  • У7.
  • У8.
  • У8Г.
  • У9.
  • Н10.
  • У11.
  • У12.
  • У13.
  • У7А.
  • У8А.
  • У8ГА.
  • У9АЮ
  • У10А.
  • У11А.
  • У12А.
  • У13А.

Среди качественных инструментальных, чаще всего присутствуют те, в которых нет литеры «А», потому как это имеет отношение к высококачественной марке. Буква «У» обозначает содержание углерода. Идущее за ней число обозначает десятые доли процента углерода, содержащегося в данной марке. Когда после чисел расположена буква «Г», это значит то, что сплав содержит марганец.

Происходит классификация по трём видам:

  • Углеродистая.
  • Легированная.
  • Быстрорежущая (сюда же входит штамповая).
к содержанию ↑

Углеродистая

Углеродистая инструментальная сталь теряет свою прочность при нагревании, потому их применяют при изготовлении инструментов, которые работают на низкой скорости, на простом условии резания. Это связано с тем, чтобы во время трения температура не превышала 200 °С. Обычно его применяют при создании свёрла, напильника, метчика, развёртки. Потому как её показатель свариваемости низкий, то для сварных конструкций её не используют.

Легированная

Легированный тип инструментальной стали содержит в себе немного другой состав. В него включены добавки марганца, никеля, меди и прочих элементов. За счёт них улучшается характеристика металла. Здесь будет обязательной маркировка, так как она требует указания наличия элементов литерами:

  • Когда добавлен марганец – Г.
  • Хром – Х.
  • Ванадий – Ф.
  • Кремний – С.
  • Вольфрам – В.
  • Медь – Д.
  • Никель – Н.
  • Титан – Т.
  • Молибден – М.

После обозначения элемента могут располагаться цифры. Цифры обозначают вместимость указанного элемента в %. Когда цифра отсутствует – количество будет около 1%. Когда обозначается легированная инструментальная сталь, то вначале указано количествово углерода, которое выражено в десятых долях процента. Для примера, если взять маркировку 6ХС, то углерода будет 0.6 и 1% хрома и кремния. Главная сфера применения – это режущий и штамповый инструмент. Это также не совсем подходящий вариант для сварных конструкций.

к содержанию ↑

Быстрорежущая

Быстрорежущая сталь маркируется вначале литерой «Р». Далее идёт число, которое обозначает массовую вольфрамовую долю. После этого идут буквенные обозначения элементов, содержащиеся в сплаве:

  • Молибден – М.
  • Ванадий – Ф.
  • Кобальт – К.
  • Азот – А.

Далее идут цифровые обозначения массовой доли. В некоторых случаях в маркировке может бить литера «Ш», которая обозначает «электрошлаковый переплав». При маркировке доля хрома не обозначается. Тоже и с массовой долей молибдена, когда он не превышает 1%.

Данный вид хорошо подходит для режущего инструмента, который испытывает сильный нагрев при трении (от 600 – 6500 °С). Он не теряет твёрдость и не подвержен деформации. Помимо этого, быстрорежущая инструментальная сталь имеет хорошие возможности для сваривания стыковой электросваркой с марками 45 и 40Х.

к содержанию ↑

Обработка инструментальных сталей

Среди методов обработки существуют следующие:

  • Закалка
  • Сварка.
  • Отпуск.

Закалка

Закалка – это термообработка инструментальных сталей, во время которой материал нагревается до оптимальной температуры, выдерживается на температуре, после чего мгновенно охлаждается для получения неравновесной структуры. После закалки у изделия увеличивается твёрдость, прочность и понижается пластичность металла. Главным параметрам качества, которым обладает закалка инструментальной стали, считается температура нагревания и быстрота охлаждения.

Сварка

Всегда сварка инструментальной стали считалась одним из наиболее сложных видов. Для этого используются электроды, которые предназначаются для сваривания инструментальной стали. Инструментальная сталь значительно отличается от других типов сталей за счёт того, что в её составе содержится большое кол-во углерода. Стоит помнить, что для сваривания не подходит марка, которая не способна выдерживать высокую температуру. То бишь углеродистая не подходит для сваривания. Лучше всего для этого подойдут легированные металлы.

Отпуск

Следующим этапом после закалки является отпуск. Это требуется, чтобы снять напряжение хрупкого мартенсита, который образуется при закалке, а также, чтобы уменьшить содержание остаточного аустенита. Большая часть инструментальной стали имеет довольно обширную область температур отпуска. Рекомендуют для использования наиболее высокую температуру отпуска, так как это придаст инструменту прочность. Материал должен остывать до температуры 65 градусов, после чего до комнатной температуры между и после отпусков. Есть также многократный отпуск, который используется для большинства сложнолегированных инструментальных сталей.

Штамповка

Чтобы обработать инструментальную сталь используют штамповку. Есть 2 вида штамповки:

  • В которых деформация металла происходит в холодном состоянии.
  • В которых деформация металла происходит в горячем состоянии.

Когда штамповка происходит в горячем состоянии, металл, на который воздействуют сближающиеся половинки штампа, начинает деформироваться и заполнять внутреннюю полость штампа. При штамповке улучшается качество поверхности и точность формы.

Каждый этап должен быть проведён только специалистами своего дела. Это важно, так как нарушение технологий производства не гарантирует заявленным качествам изделия, потому важно тщательно выбирать поставщика.

Инструментальная сталь, в некотором роде является удобным и незаменимым материалом, потому её использование в мире является повсеместным. Это связано с тем, что твердость инструментальной стали подходит своими качествами для производства множества рабочих инструментов.

solidiron.ru

Штамповые стали - это... Что такое Штамповые стали?

Штамповые стали — стали, применяемые для изготовления инструментов, необходимых для обработки металлов давлением, таких как штампы, ролики, валики, пуансоны и т. д. Своё название получили по виду самого используемого инструмента.

Классификация штамповых сталей

Штамповые стали делятся на две категории

  1. Деформирующие металл в холодном состоянии
  2. Деформирующие металл в горячем состоянии

Описание свойств штамповых сталей

Сталь для штамповки в холодном состоянии обычно должна обладать высокой твёрдостью, обеспечивающей устойчивость стали против истирания, хотя и вязкость, особенно для пуансонов, имеет первостепенное значение.

Сталь для «горячих штампов» должна иметь низкую чувствительность к местным нагревам.

Кроме перечисленных выше свойств, от стали, из которой изготавливаются штампы больших размеров, требуется повышенная прокаливаемость. Сталь, применяемая для штампов и пуансонов сложных конфигураций, должна мало деформироваться при закалке.

Из углеродистых стали марок У10,У11,У12 изготавливают штампы для холодной штамповки небольших размеров и несложной конфигурации. Их следует применять для относительно лёгких условий работы.

Для более сложных конфигураций и более тяжёлых условий работы применяют легированные закаливаемые в масле стали — чаще всего сталь Х (ШХ15).

Валки станов холодной прокатки изготавливают из хромистых сталей с 1 или 2 % хрома.

Металл, применяемый для горячих штампов, должен обладать определёнными свойствами, такими как:

  • жаропрочность
  • красностойкость
  • термостойкость
  • вязкость
  • прокаливаемость
  • отпускная хрупкость
  • слипаемость

Для штампов, работающих в лёгких условиях, применяют углеродистые стали с содержанием углерода от 0,6 до 1,0 %, то есть У7, У8, У9. Наибольшее применение для изготовления таких штампов имеет сталь У7.

Для более тяжёлых условий применяют легированные стали. Наиболее распространённой является сталь 5ХНМ и её заменители: 5ХГМ, 5ХНСВ, 5ХНТ.

Источники

А. П. Гуляев. Мeталловедение. — М.: «Металлургия», 1977. С. 432—444.

dic.academic.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *