Механические свойства сталей для прессового инструмента при 600 °с

Марка стали	Термическая обработка, °С		в, МПа	%	а1, кДж/м2	Твердость НВ
	Закалка	Отпуск
30Х2В8Ф	1100	600	1100	50	450	300
4Х5В2ФС	1050	550	1150	45	500	345
4Х2В5ФМ	1050	550	1200	40	300	360
4ХЗВ2Ф2М2	1100	600	1100	35	400	300

Примечание. Более высокая прочность стали 4Х5В2ФС и 4Х2В5ФМ обусловлена низкой температурой отпуска.

Матрицы, прошивные и формующие пуансоны небольшой длины и большого диаметра, меньше нагревающиеся в работе и воспринимающие меньшие давления, чем другие части прессового инструмента, изготавливают из уже знакомой стали 5ХНМ или из конструкционной стали 30ХГС.

Для пуансонов и матриц, работающих при больших удельных давлениях и высоких температурах, следует применять сталь ЗХ2В8 и ей подобные. Когда по условиям работы возникают удары, то вместо стали ЗХ2В8 следует применять сталь типа 5ХНМ или 4Х5В2ФС, обладающую большей вязкостью, чем 3Х2В8, и большей красностойкостью, чем 5ХНМ.

Следовательно, для прессового инструмента следует применять:

1) сталь ЗХ2В8 или ее заменители, поскольку она очень дефицитна из-за высокого содержания вольфрама для частей, наиболее нагруженных в тепловом отношении;

2. сталь типа 5ХНМ для деталей, подвергаемых ударным нагрузкам, при относительно умеренной тепловой нагрузке;

3. сталь 4Х5В2ФС для деталей, подвергающихся сравнительно высоким рабочим температурам и динамической нагрузке;

4. конструкционные стали типа ЗОХГС, 40ХН – для частей штампа, испытывающих только значительные механические нагрузки при слабом разогреве (до 300°С).

Термическая обработка деталей штампов горизонтально-ковочных машин и прессов (матрицы, пуансоны и т. д.), изготовленных из стали ЗХ2В8 и др., состоит в закалке (в масле) и отпуске. Основные параметры режима термической обработки этих сталей приведены в табл. 3.13.

Таблица 3.13

Режимы термической обработки сталей для прессового инструмента

Марка стали	Отжиг		Закалка		Отпуск
	Температура, °С	Твердость НВ	Температура, °С	Твердость HRC	Температура, °С	Твердость HRC
ЗХ2В8	750–780	187–220	1050–1100	48–50	600–620	38–44
4Х5В2ФС	840–880	207–229	1020–1060	–	580–620	44–50
4Х2В5ФМ	840–880	207–229	1050–1100	–	600–650	44–50
4ХЗВ2М2Ф	860–890	207–229	1050–1100	51–53	600–620	38–42

Кроме перечисленных, применяют еще сталь 7X3 (0,6–0,75% С, 3,2–3,8% Сr, остальные элементы в обычных пределах), обладающую более высокой износоустойчивостью благодаря более высокому содержанию углерода, чем в остальных сталях, но значительно уступающую сталям типа ЗХ2В8 и 5ХНМ по вязкости и красностойкости. Применяется сталь 7X3 для штампов, работающих в условиях невысокого нагрева (400–500°С).

Температурные режимы работы деталей прессформ для литья под давлением и горячих штампов похожи. Поэтому для прессформ применяют те же стали: ЗХ2В8 для наиболее нагруженных деталей и для менее нагруженных в тепловом отношении деталей – более простые стали (7X3, 30ХГС и даже углеродистые стали 40 и У7), а также нержавеющие стали типа 3X13, с которыми познакомимся ниже.