Легированные инструментальные стали

Основными требованиями, предъявляемыми к инструменталь­ным сталям, являются:

- высокая твердость,

-износостойкость,

-удар­ная вязкость

- прокаливаемость.

Кроме того, в зависимости от условий работы могут предъявляться специфические требования. Например, режущий инструмент, работающий при высокой ско­рости резания, должен обладать высокой износостойкостью при температурах 500...600 °С.

Ручной инструмент (напильники, плашки, метчики и др) должен иметь высокую износостойкость при нормальных условиях.

К штампам, работающим при горячем деформировании, предъявляются требования горячей твердости, адгезии, жаропроч­ности, упругости и ударной вязкости.

Высокие требования из-за специфики и условий работы раз­личных инструментов создаются наличием тех или иных легирую­щих элементов.

Легированные инструментальные стали поставляются в виде горячекатаного калиброванного проката, поковок, шлифованно­го прутка, полосы, кованых заготовок и валков.

Массовая доля вредных примесей (серы и фосфора) в легиро­ванных инструментальных сталях не должна превышать 0,03 % каж­дого элемента. В стали, полученной методом электрошлакового переплава, массовая доля серы допускается не более 0,015 %.

В состоянии поставки твердость легированной инструменталь­ной стали колеблется в зависимости от химического состава в пре­делах 217...269 НВ. Все инструментальные легированные стали улучшаются закалкой. Твердость инструмента, изготовленного из легированной стали, после закалки будет следующая:

-режущего инструмента — 60...64 HRC,

- измерительного — 50...58 HRC.

В связи с тем, что в процессе работы инструменту, изготовлен­ному из легированных инструментальных сталей, предъявляются различные требования, эти стали подразделяются на следующие группы:

• сталь для режущего и измерительного инструмента;

• сталь для штампового инструмента;

• быстрорежущие инструментальные стали.

Кроме того, легированные стали подразделяют на качествен­ные, высококачественные и особовысококачественные (последние две группы указываются в маркировке).

Сталь для режущего и измерительного инструмента

Для этих це­лей применяются средне- и высокоуглеродистые и низко- и среднелегированные стали.

Массовая доля углерода в этих сталях колеб­лется в пределах 0,7... 1,0 %, а отдельные марки содержат до 1,4 %.

Стали для режущего и измерительного инструмента подразде­ляются на стали неглубокой и глубокой прокаливаемости.

Стали неглубокой прокаливаемости включают в себя хромистые, хромованадиевые, хромовольфрамовые и ванадиевые стали.

Мас­совая доля легирующих элементов колеблется в пределах 1...5%, массовая доля углерода — 0,6... 1,1 %.

Характерной особенностью этих сталей из-за малого содержания легирующих элементов явля­йся низкая прокаливаемость.

Инструмент, изготовленный из этих сталей, при закалке охлаждается в воде и имеет мягкую незакаленную сердцевину. В связи с этим стали неглубокой прокаливаемости идут на изготовление режущего и измерительного инструмента сечением до 25 мм, что при закалке предотвращает коробление и способствует прокаливаемости по всему сечению инструмента.

Марки стали этой группы: 7ХФ, 8ХФ, 9ХФ, 11ХФ, 11ХФ (1IX) 13Х.

Из этих марок сталей изготавливают резьбовые калибры, мет­чики, плашки, развертки, протяжки и другой специальный инст­румент и технологическую оснастку.

Стали глубокой прокаливаемое/пи содержат 1 ...4 % легирующих элементов; отдельные марки имеют до 8... 10% легирующих элементов. Основной легирующий элемент, повышающий прокаливаемость, — хром. Его массовая доля, как правило, составляет 1,0... 1,5 %. Также прокаливаемость повышают кремний и марга­нец, однако наличие этих элементов в стали затрудняет техноло­гию закалки.

Марки сталей этой группы: 9X1 (9Х), 12X1 (20Х), 9ХС, ХГС 9ХВГ, ХВГ, ХВСГ, 9Х5ВФ (120Х), 8Х4ВЗМЗФ2.

Из этих сталей изготавливают те же инструменты, что и из сталей неглубокой прокаливаемости, а также холодновысадочные матрицы, пуансоны, клейма, штемпели и другие ответственные детали, от которых требуется повышенная износостойкость.