Стали для штампов холодного деформирования
Стали для штампового инструмента
Штампами называют инструменты, изменяющие форму материала без снятия стружки. Стали, используемые для изготовления штампового инструмента, должны обладать высоким сопротивлением пластической деформации и износостойкостью, а в некоторых случаях (при разогреве) и повышенной теплостойкостью. При больших размерах штампов стали должны иметь высокую прокаливаемость и незначительно изменять свой объем при закалке.
Для изготовления штампов холодного деформирования наиболее часто применяют высокохромистые стали (Х12Ф1, Х12М, 4ХВ2С, 5ХВ2С). Их термическая обработка заключается в закалке с 1100…1170 °С и последующем однократном или многократных отпусках. После закалки сталь имеет твердость 42…54 HRC. Режимы отпуска выбирают в зависимости от назначения штампового инструмента.
Для штамповки легких металлов используют обычно стали с вязкой сердцевиной (малопрокаливающиеся), такие как У10, 11ХВ, 7ХГНМ и др.
Для деформирования более прочных металлов применяют полутеплостойкие стали, а для пуансонов, работающих в условиях больших нагрузок - быстрорежущие.
Для вырубных и отрезных штампов требуются износостойкие стали с повышенным содержанием карбидов (Х12ВМ, Х12Ф4М и др.).
Стали для слесарно-монтажного инструмента отличаются износостойкостью, повышенной вязкостью и высоким сопротивлением смятию рабочих кромок. Для гаечных ключей используют сталь 40ХВА, для молотков - 50ХФА, отверток - 50 и 50ХФ, плоскогубцев - У7, У8 или 7ХФН.
Кроме требований, предъявляемых к износостойкости, сопротивлению пластической деформации, теплостойкости и вязкости, стали для штампов горячего деформирования должны обладать еще высокой разгаростойкостью, низким коэффициентом теплового расширения, окалиностойкостью, теплопроводностью и прокаливаемостью. Прокаливаемость особенно важна для крупных деталей, например для ковочных молотовых штампов.
Для небольших штампов (со стороной 200…300 мм) применяют стали 5ХНВ, 4ХСМФ; при средних размерах (300…400 мм) - стали 5ХНСВ, 5ХГМ; для более крупных штампов - 5ХНМ, 27Х2НМФ и 30Х2НМФ.
Регламентация твердости зависит от размеров штампов и условий их эксплуатации. Для небольших - рекомендуемая твердость составляет 40…44 HRC, так как при большей твердости увеличивается разгар. Штампы средних размеров обрабатываются на твердость 36… 41 HRC, а крупных - на 35…38 HRC.
Хвостовую часть штампов следует обрабатывать на более низкую твердость (33…37 HRC у мелких и 25…30 HRC у крупных), с тем, чтобы обеспечить необходимую вязкость.