13.3. Питання для самоперевірки
-
Які властивості повинні мати інструментальні сталі?
-
Що таке теплостійкість матеріалу?
-
Які фактори впливають на теплостійкість?
-
Назвіть марки сталей з низькою теплостійкстю.
-
Назвіть марки сталей з підвищеною теплостійкістю.
-
Чому вуглецеві сталі мають низьку теплостійкість?
-
Який режим ТО інструмента зі швидкорізальної сталі?
-
Як маркуються інструментільні сталі?
-
Який режим зміцнення інструмента зі сталі з високим вмістом хрому для одержання підвищеної твердості?
-
Назвіть марки сталей для молотових штампів.
-
Які сталі мають підвищену розпалостійкість?
-
Сталі яких марок застосовуються для штампів холодного деформування за умов ударних навантажень?
-
Яка структура швидкорізальної сталі після ТО? Які структурні складові забезпечують теплостійкість цих сталей?
-
Принципи маркування спечених твердих сплавів. Переваги і недоліки цих сплавів.
-
Які матеріали мають найвищу теплостійкість?
-
Вплив карбідної фази на властивості інструментільних сталей.
-
Які легуюві елементи вводять в сталь для підвищення прогартовуваності?
-
Назвіть марки сталей підвищеної прогартовуваності. для виготовлення якого інструмента їх використовують?
-
Які вимоги ставляться до інструментальних матеріалів?
Додаток
Таблиця 1.
Хімічний склад і режим термічної обробки інструментальних сталей
|
Сталь |
Масова доля елементів, % |
Температура, 0С |
|||||||
|
С |
Si |
Cr |
W |
Mo |
V |
Інші ел. |
Загартування |
Відпуск |
|
|
Низьколеговані сталі |
|||||||||
|
ХВ4 9ХС ХВГ ХВСГ |
1,25-1,45 0,85-0,95 0,9-1,05 0,95-1,05 |
- 1,2-1,6 - 0,65-1,0 |
0,4-0,7 0,9-1,25 0,9-1,2 0,6-1,1 |
3,5-4,3 - 1,2-1,6 0,5-0,8 |
- - - |
0,15-0,3 - - 0,05-0,15 |
- - 0,8-1,1 0,6-0,9 |
800-820 840-860 830-850 840-860 |
100-140 140-180 140-170 140-160 |
|
Швидкорізальні сталі |
|||||||||
|
Р18 Р9 Р6М5 |
0,7-0,8 0,85-0,95 0,8-0,86 |
- - - |
3,8-4,4 3,8-4,4 3,8-4,4 |
17,0-18,5 8,5-10,0 5,5-6.5 |
1 1 5,5-6,5 |
1,0-1,4 2,0-2,6 1,7-2,1 |
- - - |
1270-1290 1220-1240 1210-1230 |
550-570 550-570 540-560 |
|
Сталі для штампів холодного деформування |
|||||||||
|
Х12 Х12М Х12Ф1 Х6ВФ |
2-2,2 1,45-1,65 1,25-1,45 1,05-1,15 |
-
- - |
11,5-13 11-12,5 11-12,5 5,5-6,5 |
- - - 1,1-1,5 |
- 0,4-0,6 - - |
- 0,15-0,3 0,7-0,9 0,5-0,8 |
- - - |
1000-1040 1020-1040 (1115-1170) 1050-1075 (1110-1140) 950-970 |
150-170 150-170 (500-580) 150-170 (500-520) 150-170 |
|
Сталі для гарячго деформування |
|||||||||
|
5ХНМ 5ХНВ 3Х2В8Ф 4Х2В5МФ 4Х5В2ФС |
0,5-0,6 0,5-0,6 0,3-0,4 0,3-0,4 0,35-0,45 |
- - - - 0,8-1,2 |
0,5-0,8 0,5-0,8 2,2-2,7 2,2-3 4,5-5,5 |
- 0,4-0,7 7,5-8,5 4,5-5,5 1,6-2,2 |
0,15-0,3 - - 0,6-0,9 - |
- - 0,2-0,5 0,6-0,9 0,6-0,9 |
1,4-1,8 1,4-1,8 - - - |
820-840 840-860 1075-1125 1050-1080 1030-1060 |
480-580 500-580 600-650 600-650 580-620 |
Примітки: 1. При вмісті Si i Мn як постійних домішок їх концентрація не вказана. 2. В дужках вказані температури загартування і відпуску на вторинне тверднення.
Таблиця 2.
Механічні властивості і режим термічної обробки сталей для різального інструмента.
|
Вид і призначення інструмента |
Марка сталі |
Режим термообробки (температура, 0С; охолоджуюче серед.)
|
Твердість HRC |
|
|
Загартування |
Відпуск |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Деревообробн. інструмент: сокири, стамески, долота, фрези, зенківки |
У7 У7А |
800-820, В |
150-160 |
61-63 |
|
Пневматичний інструмент невеликих розмірів: зубила і др. |
У7 У7А |
800-820, В |
200-220 |
57-59 |
|
Слюсарно-монтажний інструмент: Молотки, кернери, викрутки, плоскогубці, гострогубці, кусачки, ролики для накатки |
У8 У8А |
780-800, В |
150-160 |
61-63 |
|
Деревнооброб. інструмент: Пили ручні, столярні свердла спіральні |
У9 У9А |
760-780, В |
150-160 |
62-63 |
|
Ролики для накатки |
У10 |
760-780, В |
150-160 |
62-63 |
|
Слюсарно-монтажний інструмент: Мітчики ручні, напилки, шибери, калібри простої форми |
У10А У11, У11А У12, У12А |
“ “ “ |
200-220 150-160 200-220 |
58-59 62-63 58-59 |
|
Інструмент підвищеної зносостійкості при помірних ударних навантаженнях: напилки, ножі, леза, гострий хірургічний і карбувальний інструмент |
У13 У13А |
“ |
150-160 200-220 |
62-63 58-59 |
|
Деревообробний інструмент: Сокири, зубила. Рамові, круглі і стрічкові пили |
7ХФ |
820-840, М 800-820, В |
200-220 “ |
58-60 “ |
|
Мітчики та інший інструмент параметром до 30 мм, хірургічний інструмент |
11ХФ |
810-840, В 840-860, М |
150-170 “ |
62-65 “ |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Стрічкові пили по металу і полотна для ножівок |
В2Ф |
780-840, М 780-840, В |
150-180 “ |
62-65 “ |
|
Зубила для насічки напилків, токарні, стругальні і довбальні різці |
Х |
840-860, М 840-860, М |
130-150 170-210
|
62-65 58-60 |
|
Деревообробн. інструмент, свердла, розвертки, плашки, фрези, довгі мітчики |
9ХС ХВГ |
840-860, М 830-850, М 830-850, М |
160-180 150-200 200-300 |
58-62 62-63 58-62 |
|
Пневматичні зубила, обтиски, рубальні ножі |
6ХС |
860-900, М |
350-450 |
40-48 |
|
Ножі для холодного різання металу, плашки для накатування |
6ХВ2С |
940-960, М |
430-470 |
44-45 |
|
Чорнові, напівчистові і чистові інструменти (фрези, довбач і др.) для обробки сталі |
Р18 Р9 |
1270-1290 1210-1240 |
560-570 550-570 |
62-65 62-64 |
|
Чистовий і напівчистовий інструмент
невеликого розміру (зентери, свердла,
дискові фрези) для обробки конструкційних
сталей
( |
Р6М3 |
1200-1230 |
540-560 |
62-64 |
|
Різальний інструмент всіх видів
різання при звичайних швидкостях
вуглецевих і середньолегованих
сталей з
|
Р6М5 |
1200-1230 |
540-560 |
63-65 |
|
Інструмент простої форми для обробки матеріалів з підвищеними абразивними властивостями (склоплатики, пластмаси, ебоніт); Інструмент для чистової обробки легованих сталей (різці, фрези, зенкери, розвертки) ) |
Р14Ф4 Р9Ф5 |
1230-1260 |
560-580 |
63-66 |
< 900 МПа)
В
< 1000 МПа, інструмент для нарізання
зубів і різі на заготовках з нерж.
сталі
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Чистовий і напівчистовий інструмент (різці, фрези, зенкери, розвертки) для обробки важкооброблювальних матеріалів (нерж., високоміцних сталей та жароміцних сплавів) |
Р10К5Ф5 |
1220-1250 |
560-580 |
64-67 |
|
Чорновий і напівчистовий інструмент (фрези, довбачі, зенкери, нарізання різі) для обробки вуглецевих і легованих сталей при підвищених швидкостях різання, а також нерж. сталей і жароміцних сплавів |
Р6М5К5 |
1210-1240 |
540-560 |
64-66 |
Примітки: 1. Умовні позначення охолоджуючого середовища: В - вода, М – олива. 2. Для швидкорізальних сталей температура підігрівання під загартування 800-850С, (нагрівання в соляних ваннах), охолоджуюче середовище при загартуванні – олива, розплавлені солі чи луги; відпуск дво- або трикратний протягом 45-60 хвилин кожний.
Таблиця 3.
Режим термічної обробки і твердість сталей для штампів холодного деформування.
|
Вид і призначення інструмента |
Марка сталі |
Режим термообробки (температура, 0С) |
Твердість HRC |
|
|
Загартування |
Відпуск |
|||
|
Пуансони і матриці для висаджування заготовок з вугл. і низьколегованих сталей, штампи для пресування і витискування заготовок на кривошипних пресах, згинальні і обрізні штампи |
7Х3 |
850-880 І, ІІ |
440-450 450-490 |
48-52 44-48 |
|
Молотові штампи пневматичних молотів (падаюча маса > 3 т.) пресові штампи швидкісного штампування заготовок з м’яких кольорових сплавів |
5ХНМ 5ХГМ |
830-860 І, ІІ |
380-420 420-500 500-550 |
48-52 44-48 40-45 |
|
Дрібні молотові штампи, крупні (до 250 мм) молотові і пресові вставки для деформування заготовок з конструкційних сталей та кольорових сплавів |
4Х5МФС |
1000-1020 ІІІ |
520-550 550-570 570-590 |
52-55 48-52 44-48 |
|
Інструменти для високошвидкісного машинного штампування і висаджування на горизонтально-кувальних машинах; вставки штампів для деформування матеріалів, що важко деформуються |
4Х4ВМФС |
1050-1070 ІІІ |
520-540 540-580 580-620 620-640 |
54-56 52-54 48-52 44-48 |
|
Важконавантажені пресові інструменти (пуансони для формування і прошивання, матриці), інструмент для висаджування на горизонтально-кувальних машинах |
5Х3В3МФС |
1120-1140 ІІІ, ІУ |
540-560 600-620 620-650 |
54-56 48-52 44-48 |
Примітки:
1. Температура підігріву перед загартуванням 650-850 0С.
Способи охолодження:
- охолодження в оливі до 200С, далі на повітрі;
- охолодження в суміші розплавлених солей при 450С, потім в оливі до 200С, далі на повітрі;
- остуджування на повітрі до 900С, потім охолодження в оливі до 200С, далі на повітрі.
2. Після відпуску охолодження проводиться на повітрі.
3. Після загартування і відпуску штамповий інструмент для підвищення твердості і зносостійкості ціанують і азотують.
Таблиця 4.
Режим термічної обробки і твердість сталей
для штампів гарячого деформування.
|
Вид і призначення інструмента |
Марка сталі |
Режим термообробки (температура, 0С)
|
Твердість HRC |
||
|
Загартування |
Відпуск |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Низьколеговані сталі |
|||||
|
Обрізні матриці і пуансони, ножі для холодного різання |
8ХФ 9ХФ |
830-860 850-880 |
200-220 200-250 |
60-62 58-60 |
|
|
Матриці і пуансони для холодного висаджування, вирубні штампи невеликих розмірів (діаметр, товщина до 70 мм) |
9ХІ ХГС ХВГ |
820-850 820-860 830-850 |
160-180 150-160 150-250 |
59-61 61-63 60-63 |
|
|
Точні штампи, які не піддаються значним об’ємним змінам та жолобленню |
9ХВГ |
820-840 |
170-250 |
68-62 |
|
|
Високолеговані сталі |
|||||
|
Матриці і пуансони вирубних, згинальних, формувальних штампів з високою стійкістю зношення |
Х12 Х12ВМ |
950-980 1000-1030 |
180-200 180-200 |
60-62 60-62 |
|
|
Матриці і пуансони для холодного витискування, що працюють при тисках < 1600 МПа, інструменти для навантажування різі (ролики, плашки) |
Х12 Х6ВФ |
1000-1030 980-1000
|
190-210 150-170 |
60-63 62-63 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Матриці і пуансони вирубних штампів для матеріалів, що важко деформуються |
Х6Ф4М |
980-1020 |
160-180 |
61-62 |
|
|
Матриці і пуансони штампів холодного об’ємного деформування, що працюють при тисках до 2300 МПа |
8Х4В2С2МФ |
1060-1090 |
530-540 |
62-63 |
|
|
Інструменти для накатування різі та шліців, матриці і пуансони штампів, що працюють при тисках до 2100 МПа |
8Х4В3М3Ф2 |
1155-1175 |
550-560 |
60-61 |
|
Примітки:
1. Охолодження після загартування в маслі.
2. Тривалість відпуску 1,5 год., охолоджуюче середовище – повітря.
3. Температура підігрівання перед загартуванням 650-800 С.
4. Трикратний відпуск тривалістю 1 год. кожний.
Таблиця 5.
Режим термічної обробки і твердість сталей для вимірного інструмента.
|
Вид і призначення інструмента |
Марка сталі |
Режим термообробки (температура, 0С) |
Твердість HRC |
|
Калібри, скоби простої форми невисокої точності, мірний інструмент індивідуального і дрібносерійного виробництва |
У9, У9а У10, У10А У11, У11А У12, У12А |
З. 760-780, В. В. 150-220 П. |
58-63 |
|
Гладкі циліндричні калібри, вимірні плитки, кільця для калібрування |
Х |
З. 840-860, М. В. 150-200, П. |
59-64 |
|
Кінцеві міри довжини і кутові міри, калібри, шаблони |
12Х1 |
З. 850-870, М. В. 120-130, П. |
62-65 |
|
Калібри для різі, лекала складної форми |
9ХВГ |
З. 820-840, М. В. 160-230, П. |
60-63 |
|
Інструмент, жолоблення якого при загартуванні недопустиме (різьові калібри та ін.) |
ХВГ |
З. 830-850, М. В. 150-200, П. |
62-63 |
|
Скоби, шкали, лінійки та інші плоскі та довгі інструменти |
15,20 |
Ц. 920-940, П. З. 780-800, В. В. 180-200, П. |
56-62 |
|
Скоби, шкали, лінійки та інші плоскі та довгі інструменти |
15Х, 20Х |
Ц. 900-920, П. З. 1-860-880, М. В. 170-190, П. |
58-62 |
|
Вимірний інструмент високої стійкості |
40Х13 |
З. 1000-1050, М. В. 200-300, Пв. |
|
50
Примітки:
-
Умовні позначення: Ц – цементація, З – загартування, В – відпуск;
охолодження: В. – в воді, М. – в оливі, П. – на повітрі.
2. Для збереження сталих розмірів інструмента після загартування проводять обробку холодом.
3. Підвищення квалітету точності інструмента вимагає збільшення тривалості відпуску та проведення старіння.