Штамповые стали. Стали для измерительных инструментов

Стали для измерительных инструментов

Для изготовления измерительных инструментов применяют стали Х, ХВГ и др.

Для измерительного инструмента (особенно высоких классов точности) большое значение имеет постепенное изменение размеров закаленного инструмента в течение длительного времени, что связано уменьшением тетрагональности решетки мартенсита, мартенситным превращением остаточного аустенита и уменьшением и перераспределением внутренних напряжений. Поэтому при термической обработке измерительного инструмента большое внимание уделяется стабилизации напряженного состояния, стабилизации мартенсита и остаточного аустенита. Это достигается соответствующим режимом низкого отпуска – при температуре 120 – 130^оС в течении 12 – 50ч. и обработках при температурах ниже нуля (до -60 ^оС).

Штамповые стали делятся на стали для инструментов холодного и горячего деформирования.

Стали для инструментов холодного деформирования. Штампы диаметром 75-100мм более сложной формы и для более тяжелых условий работы изготовляют из сталей повышенной прокаливаемости Х, ХВГ.

Для изготовления инструмента, который должен иметь высокую твердость и повышенную износостойкость, а также малую деформируемость при закалке, применяют стали с высокой прокаливаемостью и износостойкостью, например сталь Х12Ф1 (1,25 -1,25%С; 11 – 12,5%Сr; 0.7 – 0.9%V).

Сталь Х12Ф1 содержит большое количество хрома (12%) и относятся к сталям карбидного класса. Характерным режимом термической обработки стали Х12Ф1 является обработка на минимальную деформацию (тепловая доводка). При обработке на минимальную деформацию закалку проводят с температуры 1080 – 1100^оС с охлаждением в масле или в соляной ванне с температурой 400 - 475^оС, а затем на воздухе с получением минусовых размеров (за счет повышенного количества остаточного аустенита). Для доводки до требуемых размеров проводят одно- или многократный отпуск при температуре 475 - 500^оС, в результате которого размеры увеличиваются и достигают заданных.

Для инструмента, подвергающегося в работе большим ударным нагрузкам (пневматические зубрила, обжимки, ножницы при холодной резке металла), применяют стали с меньшим содержанием углерода, повышенной вязкости 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С и др. эти стали закаливают в масле с температуры 840 - 900^оС (в зависимости от стали) и отпускают при температуре 240 - 270^оС с получением твердости HRC50 – 55.

Стали для инструментов горячего деформирования. Химический состав некоторых сталей для штампов горячего деформирования приведен в таблице.

Стали 5ХНМ, 5ХГМ, 5ХНВ, применяемые для изготовления молотовых штампов, содержат одинаковое количество (0,5-0,6%) углерода и легированы хромом. Такое содержание углерода позволяет получить достаточно высокую ударную вязкость, а хром повышает прочность и увеличивает прокаливаемость. Никель вводят в эти стали с целью повышения вязкости и улучшения прокаливаемости. Вольфрам и молибден повышают твёрдость и теплостойкость, уменьшают отпускную хрупкость, измельчают зерно и уменьшают склонность стали к перегреву. Марганец, как более дешевый легирующий элемент, является заменителем никеля.

Для сталей молотовых штампов характерна глубокая прокаливаемость, например стали 5ХНМ и 5ХГМ прокаливаются в сечениях до 200-300мм.

Температура закалки 820-860^оС. Температура отпуска 500-580^оС и твёрдость после отпуска HRC35-45 зависят от стали и размера штампа.

Стали 3Х2В8Ф, 5Х3В3МФС и другие применяют для вытяжных и высадочных штампов, а также пресс-форм для литья под давлением. К этим сталям предъявляют повышенные требования по прокаливаемости.

Для растворения сложных карбидов эти стали при закалке нагревают до высоких температур (1050-1100^оС) и охлаждают в масле. Затем проводят отпуск при температуре 560-650^оС. Твёрдость после термической обработки HRC45-50.

Химический состав (%) некоторых штамповых сталей