Стали для штампов холодного деформирования

Стали этого типа должны обладать высокой твердостью (до 58...65 HRC), высокой прочностью и износостойкостью, в сочетании с повышенной вязкостью. В связи с тем, что в процессе деформиро­вания металла штампы разогреваются от трения до 200.350 °С, они должны обладать теплостойкостью до 400 °С (для крупногабаритных штампов).

В зависимости от назначения различают три вида штамповых сталей:

• для вырубных и вытяжных штампов;

• для штампов холодного выдавливания;

• для высадочных и чеканочных штампов.

Для вытяжных и вырубных штампов применяют углеродистые стали марок У10. У12 и низколегированные стали Х, ХВГ, ХВСГ. После закалки и низкого отпуска при температуре 150.180 °С они имеют твердость ~60 HRC при сохранении сравнительно вязкой серд­цевины вследствие невысокой прокаливаемости сталей. Эти стали применяют для малогабаритных штампов. Более высокую износо­стойкость и прокаливаемость имеют стали с повышенным содержа­нием хрома Х6Ф8, Х12, Х12М, Х12Ф1, относящиеся к классу полуте­плостойких. Стали Х12М и Х12Ф1 при закалке в масле имеют прокаливаемость до 180.200 мм и применяют их для изготовления крупногабаритных штампов со сложными поверхностями. Однако эти стали имеют карбидную неоднородность и труднообрабатываемы, т. к. после отжига сохраняют высокую твердость (2100...2600 HB) вследствие присутствия в структуре большого количества карбидов хрома типа Cr7C3. Более высокую износостойкость и равномерную мелкозернистую структуру имеют стали Х12Ф4М и Х6Ф4М, но они несколько дороже.

Для штампов холодного выдавливания, испытывающих боль­шие удельные давления (до 2500 МПа), применяют полутеплостойкие

стали 6Х4М2ФС, 8Х4В3МФ2, 8Х4В2С2МФ. Для повышения стойко­сти рабочие поверхности штампов можно подвергнуть азотированию.

Для высадочных и чеканочных штампов, работающих при высо­ких ударных нагрузках, применяют стали 7Х3, 6Х3ФС.

Стали для штампов горячего деформирования

Штампы горячего деформирования и формы для литья под давле­нием подвергаются воздействию горячего металла, резких перепадов температур, высоких давлений и динамических нагрузок. Поэтому для таких изделий выбирают стали, обладающие высокими механическими свойствами при повышенных температурах (до 500.700 °С), окалино-и разгаростойкостью, высокой износостойкостью, теплопроводно­стью и большой прокаливаемостью для обеспечения необходимых механических свойств по всему сечению штампа.

Для этих целей применяются среднеуглеродистые легированные стали, содержащие 0,3...0,6 % углерода, легированные хромом, нике­лем, вольфрамом, молибденом, титаном, ванадием. Инструмент из этих сталей обычно подвергают закалке с отпуском при температуре 550.680 °С для получения трооститной или троостосорбитной структуры.

Крупные ковочные штампы и инструменты с разогревом до 550°С изготавливают из полутеплостойких сталей 5ХНМ, 5ХГМ, подвергая их закалке в масле с отпуском при температуре 550.580 °С до твердости 40.45 HRC. Штампы небольших размеров изготавливают из стали 4Х3ВМФ. Средненагруженный инструмент с разогревом до 600 °С, а также с большой рабочей поверхностью и нагревом до 500 °С изготавливают из сталей 4Х5В2ФС и 4Х5МФ1 С.

При разогреве поверхностей до 700 °С применяют стали повы­шенной теплостойкости 3Х2В8Ф и 5Х3В3МФС.

Для повышения твердости и стойкости штампов при высоких температурах применяют диффузионное хромирование и борирова-ние рабочих поверхностей штамповой оснастки.

При изготовлении пресс-форм для литья под давлением и прес­сования цветных металлов и сплавов используют стали 3Х2В8Ф

и 3Х2М2Ф.