Сталь для штампового инструмента

Для изготовления инстру­ментов, деформирующих металл, предназначены штамповые ста­ли, которые подразделяются на следующие группы:

• для деформации в холодном состоянии (Х6ВФ, Х12, Х12ВМ, Х12М, Х12Ф1, 7ХГ2ВФ, 6ХВЗМФС);

• для деформации в горячем состоянии (7X3, 8X3, 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНВС, 5ХГМ, 4ХМФС, 4Х5В2ФС, 4Х5МФС);

• для ударного инструмента (4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 6ХВ2С, ЗХ2Н2МВФ);

• сталь инструментальная валковая (9X2, 90ХФ, 9Х2МФ, 55Х, 60ХН).

Стали для холодного деформирования должны иметь высокие твердость и прочность, высокую износостойкость, удовлетвори­тельную вязкость и высокую прокаливаемость.

Стали для горячего деформирования должны обладать высо­ким сопротивлением пластической деформации, высокой тепло­стойкостью и высокой разгаростойкостью, т.е. высоким сопро­тивлением термической усталости.

Быстрорежущие инструментальные стали

Быстрорежущими на­зывают высоколегированные стали, предназначенные для изготов­ления режущего инструмента, работающего при высоких режимах резания.

ГОСТ 19265—73 предусматривает поставку инструменталь­ной быстрорежущей стали в виде горячекатаного, калиброванного проката, кованой, в виде полос и прутков со специальной отдел­кой поверхности следующих марок: Р9, Р18, Р6АМ5, Р6М5К5. ПРЗАМЗФА, Р6АМ5Ф2, Р12ФЗ, Р18К5Ф2, Р9М4К8.

В маркировке быстрорежущих сталей приняты следующие обо­значения:

-буквой Р (от англ. rapid — скорый) обозначаются все быстрорежущие стали. -Цифра, стоящая справа после буквы Р, показывает на среднюю массовую долю основного легирующего элемента — вольфрама.

-Буква К обозначает кобальт,

-М — мо­либден,

-А — азот.

-В обозначении марок быстрорежущих сталей не указывается массовая доля хрома, молибдена до 1 % включи­тельно и ванадия в сталях марок Р9, Р18, Р6АМ5, Р9К5, Р6М5К и Р9М4К8.

Все быстрорежущие стали содержат 0,70... 1,12 % углерода в за­висимости от марки, 3,8...4,4% хрома, 0,4% никеля.

Быстрорежущие стали имеют высокую красностойкость до 620°С , ударную вязкость в состоянии поставки 18...26 Дж/см², твердость 220...260 НВ, предел прочности при растяжении Gв= = 840...940 МПа (84...94 кгс/мм²).

Высокая красностойкость и твердость создаются легирующими элементами — вольфра­мом, ванадием, хромом и молибденом.

Из быстрорежущих сталей делают цельные токарные, строгаль­ные резцы, фрезы, развертки, модульные фрезы, долбяки, про­тяжки, сверла, метчики и плашки. Кроме того, быстрорежущие стали идут на изготовление различного штампового инструмента (пуансоны, матрицы, ножи для ножниц, машинные ножовки по металлу) и другого инструмента.

Быстрорежущие инструментальные стали способны самозака­ливаться на воздухе. В связи с этим при ковке эти стали охлаждают в нагревательных колодцах или в соляных ваннах. При медленном охлаждении в колодцах происходит укрупнение зерен сорбитообразного перлита и карбидов.

Кроме того, с целью улучшения об­рабатываемости резанием быстрорежущим сталям производят изо­термический отжиг. В результате этих операций твердость достига­ет 200... 255 НВ.

При последующей ступенчатой закалке при температуре 1 270... 1290°С и трехкратном отпуске при температуре 550...570°С до­стигаются высокие прочность, твердость и ударная вязкость, а так­же высокие режущие свойства инструмента.

Структура после за­калки: карбиды, мартенсит и остаточный аустенит. Остаточный аустенит несколько снижает твердость, и его устраняют много­кратным отпуском и обработкой холодом. После этих операций он превращается в мартенсит.

По режущим свойствам эти стали бывают нормальной и повы­шенной производительности. Нормальную производительность име­ют стали марок Р18, Р12, Р9, Р9Ф5 (вольфрамовые), Р6МЗ, Р6М5 (вольфрамомолибденовые); твердость этих сталей равна 98 HRA, теплостойкость — 620 °С.

Стали марок Р10К5Ф5, Р18К5Ф2 (с повы­шенной массовой долей ванадия и содержанием кобальта) имеют повышенную производительность; твердость этих сталей равна бо­лее 64 HRC, теплостойкость — 630...640 °С. Стали этой груп­пы применяют для обработки высокопрочных сталей с аустенитной структурой и других твердых конструкционных материалов.