Сталі для вимірювальних інструментів

 

Основними вимогами, пропонованими до сталей, з яких виготовляються вимірювальні інструменти, є висока твердість і зносостійкість, стабільність у розмірах протягом тривалого часу. Остання вимога забезпечується мінімальним температурним коефіцієнтом лінійного розширення й відомістю до мінімуму структурних перетворень у часі.

Для виготовлення вимірювальних інструментів застосовуються:

• високовуглецеві інструментальні сталі, леговані й вуглецеві (стали В12, Х, Х9, ХГ), після загартування й стабілізуючого низькотемпературного (120…170^oС) відпустки протягом 10...30 ч. До відпустки бажано провести обробку холодом. Одержують твердість 62...67 HRC;

• мало вуглецеві сталі (сталь 15, 20) після цементації і гартування з низьким відпуском;

• нітралоі (сталь 38ХМЮА) після азотування на високу твердість

 

Штампові сталі

 

Інструмент, застосовуваний для обробки металів тиском (штампи, пуансони, матриці) виготовляють зі штампових сталей.

Розрізняють сталі для штампів холодного й гарячого деформування.

 

Сталі для штампів холодного деформування.

 

Стали повинні мати високу твердість, зносостійкістю, міцністю, в'язкістю (щоб сприймати ударні навантаження), опором пластичним деформаціям.

Для штампів невеликих розмірів (до 25 мм) використовують вуглецеві інструментальні сталі В10, В11, В12 послу загартування й низької відпустки на твердість 57...59 HRC. Це дозволяє одержати гарну зносостійкість і ударну в'язкість.

Для більших виробів застосовують леговані сталі Х, Х9, Х6ВФ. Для підвищення зносостійкості інструмента після термічної обробки проводять ціанування або хромування робочих поверхонь.

Для зменшення шлюбу при загартуванні необхідно повільне охолодження в області температур мартенситного перетворення (наприклад, загартування з води в масло для вуглецевих сталей, східчасте загартування для легованих сталей).

Якщо штамповий інструмент випробовує ударні навантаження, то використовують сталі, що володіють більшою в'язкістю (стали 4ХС4, 5ХНМ). Це досягається зниженням змісту вуглецю, введенням легуючих елементів і відповідною термічною обробкою. Після загартування проводять висока відпустка при температурі 480…580^oС, що забезпечує твердість 38...45 HRC.

 

Сталі для штампів гарячого деформування

 

Додатково до загальних вимог, від сталей цієї групи потрібна стійкість проти утворення тріщин при багаторазовому нагріванні й охолодженні, окалиностійкість, висока теплопровідність для відводу теплоти від робочих поверхонь штампа, висока прокалюваність для забезпечення високої міцності по всім перетині інструмента.

Для виготовлення молотових штампів застосовують хромонікелеві середньовуглецеві сталі 5ХНМ, 5ХНВ, 4ХСМФ. Вольфрам і молібден додають для зниження схильності до відпускної крихкості. Після термічної обробки, що включає загартування з температури 760…820^oС і відпустка при 460…540^oС, сталь має структуру - сорбіт або тростит і сорбіт відпустки. Твердість 40...45 HRC.

Штампи гарячого пресування працюють у більше тяжких умовах. Для їхнього виготовлення застосовуються сталі підвищеної теплостійкості. Сталь 3Х2У8Ф зберігає теплостійкість до 650^oС, але наявність карбідів вольфраму знижує в'язкість. Сталь 4Х5У2ФС має високу в'язкість. Підвищений зміст хрому й кремнію значно збільшує окалиностійкість стали.