| Главная |
| Поиск по сайту |
| Полезные ссылки |
| Главная |
| Поиск по сайту |
| Полезные ссылки |
<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>
ГЛАВА II ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1. Инструментальные стали для штампов и пресс-форм
Стали, применяемые для изготовления основных деталей, как штампов, так и пресс-форм, относятся к группе инструментальных. Технологические и механические свойства инструментальных сталей определяются наличием химических элементов, входящих в данную сталь. По химическому составу инструментальные стали делят на углеродистые, легированные и быстрорежущие. Последние идут преимущественно на изготовление режущих инструментов, и поэтому в дальнейшем не рассматриваются.
Согласно ГОСТ 1435—74 маркировка углеродистых инструментальных сталей состоит из буквы У и следующих за ней цифр, указывающих на содержание углерода в десятых долях процента. Например, У10 — сталь инструментальная углеродистая с содержанием углерода 1%, У8А — с содержанием углерода 0,8%, буква А означает, что сталь имеет минимальное содержание вредных примесей, т. е. высококачественная.
По ГОСТ 5950—73 маркировка легированных инструментальных сталей состоит из ряда букв и цифр. Буквы указывают на наличие в стали определенных химических элементов, а цифры, стоящие непосредственно после буквы, указывают на процентное содержание соответствующего легирующего элемента в целых единицах процента (по массе).
Цифра 1 после буквы или ее отсутствие означает, что массовая доля легирующего элемента составляет около одного процента. Цифры, стоящие перед буквами, указывают на содержание углерода в сотых долях процента, если перед буквами нет цифр, это означает, что углерода содержится около 1%. Например, сталь 12ХН3 содержит 0,12% углерода, хрома (X) около 1% и никеля (Н)—3%.
В табл. 6 приведен перечень основных легирующих элементов, входящих в инструментальные стали, их обозначение и влияние на свойства стали, а в табл. 7 — химический состав наиболее употребительных марок инструментальных легированных сталей, применяемых для изготовления основных деталей штампов и пресс-форм.
6. Влияние легирующих элементов на свойства инструментальных сталей
| Наименование элемента | Обозначение в марках | Влияние легирующего элемента |
| Хром Cr | X | Повышает режущие свойства и износостойкость, увеличивает прочность и прокаливаемость стали, что особенно важно для крупных пуансонов и матриц. При наличии свыше 2,5% повышает устойчивость стали против отпуска, особенно при нагреве инструмента до температур, выше 300° С. Вместе с марганцем уменьшает коробление при закалке. |
| Никель Ni | Н | Вводят только в стали, предназначенные для инструментов, работающих с нагревом: штампы для горячего деформирования, пресс-формы для пластмасс, формы для литья металлов под давлением. Наряду с хромом он значительно увеличивает прокаливаемость стали и придает вязкость |
| Вольфрам W | В | Повышает твердость и износостойкость стали, улучшает режущую способность инструмента. Введенный в сталь для пресс-форм, форм для литья металлов под давлением и штампов для горячего деформирования значительно повышает их стойкость при разогреве до высоких температур |
| Молибден Мо | М | Вводится в высокохромистую сталь (например, Х12М, Х6Ф4М, 5ХНМ) для увеличения ее вязкости и повышения прокаливаемости. В штампах для горячего деформирования предохраняет от отпускной хрупкости, но резко повышает чувствительность стали к обезуглероживанию |
| Ванадий V | Ф | Уменьшает хрупкость закаленной стали, предохраняет сталь от перегрева при закалке. В количестве свыше 1% в сочетании с хромом значительно повышает устойчивость против воздействия высоких температур |
| Кремний Si | С | Увеличивает прокаливаемость стали, повышает стойкость против отпуска, но способствует обезуглероживанию при нагреве |
| Марганец Mn | Г | Повышает прокаливаемость стали. В сочетании с хромом уменьшает коробление при закалке, но увеличивает склонность стали к перегреву |
| Титан Ti | Т | Добавляется в сталь, предназначенную для штампов горячего деформирования, так как уменьшает ее склонность к перегреву. Повышает сопротивляемость коррозии |
7. Средний состав легированных инструментальных сталей, наиболее часто применяемых для штампов холодной штамповки и пресс-форм
| Марка стали | Химический состав, % | |||||||
| C | Mn | Si | Cr | Ni | W | Mo | V | |
| X | 1,0 | 0,3 | 0,3 | 1,5 | — | — | — | — |
| Х12 | 2,1 | 0,3 | 0,3 | 12,0 | — | — | — | — |
| Х12М | 1,6 | 0,3 | 0,3 | 12,0 | — | — | 0,5 | 0,2 |
| Х12Ф1 | 1,4 | 0,3 | 0,3 | 12,0 | — | — | — | 0,8 |
| ХВГ | 1,0 | 1,0 | 0,3 | 1,0 | — | 1,5 | — | — |
| ХВСГ | 1,0 | 0,8 | 1,0 | 1,0 | — | 1,0 | — | 0,1 |
| Х6ВФ | 1,0 | 0,3 | 0,3 | 6,0 | — | 1,3 | — | 0,6 |
| Х6Ф4М | 1,0 | 0,3 | 0,4 | 6,0 | — | 0,7 | 0,7 | 4,0 |
| 3Х2В8Ф | 0,4 | 0,3 | 0,3 | 2,5 | 0,3 | 8,0 | — | 0,4 |
| 4ХС | 0,4 | 0,4 | 1,5 | 1,5 | 0,3 | — | — | — |
| 4ХВ2С | 0,4 | 0,4 | 0,8 | 1,3 | 0,3 | 2,0 | — | — |
| 5ХВ2С | 0,5 | 0,4 | 0,8 | 1,3 | 0,3 | 2,3 | — | — |
| 5ХНМ | 0,5 | 0,6 | 0,3 | 0,7 | 1,6 | — | 0,3 | — |
| 5ХГМ | 0,5 | 1,5 | 0,5 | 0,8 | — | — | 0,3 | — |
| 5ХНВ | 0,5 | 0,8 | 0,3 | 0,8 | 1,6 | 0,6 | — | — |
| 5ХНСВ | 0,5 | 0,5 | 0,8 | 1,5 | 1,0 | 0,6 | 0,5 | — |
| Х6Ф4М | 1,7 | 0,3 | 0,3 | 6,0 | — | — | 0,8 | 3,8 |
| 6ХС | 0,6 | 0,4 | 0,8 | 1,1 | — | — | — | — |
| 6ХВ2С | 0,6 | 0,3 | 0,7 | 1,2 | — | 2,5 | — | — |
| 6Х3ФС | 0,6 | 0,3 | 0,5 | 3,0 | — | 0,4 | 0,3 | |
| 7X3 | 0,7 | 0,3 | 0,3 | 3,5 | 0,3 | — | — | — |
| 7ХГ2ВМ | 0,7 | 2,0 | 0,3 | 1,6 | — | 0,8 | 0,6 | 0,2 |
| 8ХФ | 0,8 | 0,3 | 0,3 | 0,8 | — | — | — | 0,3 |
| 9ХС | 0,9 | 0,5 | 1,5 | 1,0 | — | — | — | — |
| 9ХФ | 0,9 | 0,5 | 0,3 | 0,6 | — | — | — | 0,3 |
| ХВГ | 0,6 | 1,1 | 0,3 | 0,8 | — | 0,8 | — | — |
| 11ХФ | 1,1 | 0,6 | 0,3 | 0,6 | 0,3 | — | — | 0,3 |
В табл. 8 приведен сортамент выпускаемых металлургической промышленностью сталей, применяемых в инструментальном производстве, а в табл. 9, 10 и 11 даны рекомендации по применению соответствующих марок сталей при изготовлении штампов и пресс-форм.
8. Сортамент инструментальных сталей
| ГОСТ | Наименование стали | Параметры профиля | Размер, мм |
| 103-76 | Сталь прокатная полосовая | Ширина Толщина |
12-200 4-60 |
| 1133-71 | Сталь кованая круглая и квадратная | Диаметр, сторона квадрата | 40-200 |
| 2590-71 | Сталь горячекатаная круглая | Диаметр | 5-250 |
| 2591-71 | Сталь горячекатаная квадратная | Сторона квадрата | 5-200 |
| 2879-69 | Сталь горячекатаная шестигранная | Диаметр вписанного круга | 8-100 |
| 4405-75 | Сталь полосовая горячекатаная и кованая инструментальная | Ширина Толщина |
12-300 3-80 |
| 4693-77 | Сталь прокатная. Заготовка квадратная | Сторона квадрата | 40-250 |
| 7417-75 | Сталь калиброванная круглая | Диаметр | 3-100 |
| 8559-75 | Сталь калиброванная квадратная | Сторона квадрата | 3-100 |
| 8560-67 | Сталь калиброванная шестигранная | Диаметр вписанного круга | 3-100 |
| 14955-77 | Сталь круглая со специальной отделкой поверхности (серебрянка) | Диаметр | 0,2-30 |
9. Рекомендуемые материалы и их твердость для рабочих деталей штампов
| Тип штампа | Детали штампа | Марка материала | Твердость HRC |
| Вырубной, пробивной, обрезной | Пуансоны и матрицы простой формы для материалов толщиной до 3 мм (режущие секции с простым контуром резания), ножи для резки отходов |
У8А, У10А, 8X3 | 56-60 |
Пуансоны и матрицы сложной формы, а также для материалов толщиной свыше 3 мм |
Х12М, Х12Ф1, Х6ВФ, 9ХВГ, 5ХВ2С, 7ХГ2ВМ | 54-58 | |
| Гибочный | Пуансоны и матрицы простой формы |
У8А, У10А, У8, У10, модифицированный чугун МСЧ 32—52, 8ХФ | 58-60 |
Пуансоны и матрицы сложной формы |
У10А, X12, 9ХС, X, ХВГ | 58-60 | |
Пуансоны и матрицы с повышенной износоустойчивостью |
Х12М, Х12Ф1, Х6ВФ | 56-58 | |
| Вытяжной и формовочный | Пуансоны, матрицы, прижимы простой формы |
У8А, У10А, Х12, 9ХС, ХВГ, МСЧ 32—52, ВК8 | 58-60 |
Пуансоны, матрицы, прижимы сложной формы |
У10А, Х12М, 9ХС, ХВГ, ВК15 | 58-60 | |
Пуансоны, матрицы, прижимы с повышенной износоустойчивостью |
Х12М, Х12Ф1, ВК8, ВК15 | 60-62 | |
| Чеканочный | Пуансоны и матрицы простой формы |
У10А, X12, 7X3, Х12М, 8ХФ | 58-60 |
Пуансоны и матрицы сложной формы |
Х12М, Х12Ф1, 9ХС, ХВГ, Х6ВФ, Х12ТФ, ВК25 | 58-60 | |
| Высадочный | Пуансоны, матрицы, выталкиватели простой формы и для высадки углеродистой стали |
У8А, У10А, 7X3, Х12М | 55-59 |
Пуансоны, матрицы, выталкиватели сложной формы и для высадки легированных сталей |
Х12Ф1,Р12, Р9 | 58-60 | |
| Для матрицы с твердосплавной вставкой: | |||
| корпус | 40Х, 20Х | 40-45 | |
| обойма | У8А, У10А | 53-58 | |
| вставка | ВК20, ВК25 | HRA 88-90 | |
| Для объемной штамповки | Пуансоны, матрицы, выталкиватели простой формы, условия работы нетяжелые (Р<80 кгс/мм2) |
Х12М, Х12Ф1,У10А, 9ХС, 7ХГ2ВМ, 7X3, Х12ВМ | Закалка 60-62, отпуск 58-60 |
Пуансоны, матрицы, выталкиватели сложной формы, условия работы тяжелые |
Х12Ф1, Х6ВФ, Р12, Р9 | Закалка 62-64, отпуск 58-60 |
|
| Для выдавливания и калибровки | Пуансоны для холодного выдавливания алюминия |
У10А, Х12М, 5ХВ2С, 9ХС |
60-62 |
То же для меди, латуни стали |
Р12, Р9, 7ХГ2ВМ Х12М | 60-62 | |
Матрицы для холодного выдавливания алюминия |
Х12М, X, 9ХС |
60-62 | |
То же для меди, латуни |
Х12М, Р12, Х12Ф1, Р9 | 60-62 | |
стали |
У10А, Х12Ф1 |
58-62 |
|
Примечания:
1. Для матриц сталь У8А, У9А и 8X3 не применяется.
2. Для изготовления штампов, используемых для небольших партий деталей (до 10 000 шт.) из мягких сталей, цветных металлов и неметаллических материалов толщиной до 1 мм, допускается применять стали марок 45 и 50 с закалкой до 40 HRC.
3. При изготовлении штампов для вытяжки деталей из нержавеющих сталей рекомендуется применять чугун СЧ 32—52 или твердые сплавы ВК8, ВК 15.
4. Твердость после термообработки выдерживать у матрицы на глубине не менее половины ее высоты и на расстоянии не менее 5 мм вокруг рабочего контура, остальная часть может иметь твердость на 5—12 единиц HRC ниже; у пуансона — по всей высоте, исключая хвостовую часть под расклепку или головку; в комплекте одного штампа рекомендуется выдерживать твердость матрицы выше твердости пуансонов на 2 единицы HRC.
10. Рекомендуемые материалы и их термическая обработка для вспомогательных деталей штампов
| Детали штампов | Марка материала | Твердость, HRC | Примечания |
Плиты штампов — верхние и нижние литые |
Чугун СЧ 21—40 или СЧ 24—44; стальное литье 30Л, 40Л |
— | — |
| Плиты пакетных штампов верхние и нижние (прокат) | Сталь 35, 40, Ст5, Ст3 | — | — |
| Хвостовики простые | Сталь 35, 40, Ст5 | — | — |
| Хвостовики плавающие | У8А, сталь 40, 45 | 45-50 | Сферическую часть головки калить |
| Направляющие колонки и втулки | Сталь 20, 15 | 55-60 | Цементировать на глубину 0,5— 1,0 мм и калить |
| Втулки для шариковых направляющих | Х12, X | 58-60 | Калить |
| Пуансонодержатели и матрицедержатели | Сталь 35, 40, Ст5 | — | — |
| Прокладки под пуансон | У8А, сталь 10,15, Ст2 | 45—50 | Сталь 10, 15, Ст2 цементировать и калить |
| Направляющие плиты для пакетных штампов, съемники | Сталь 40, 45, Ст5, Ст6 | — | — |
| Прижимы, направляющие линейки | Сталь 40, 45, Ст5, Ст6 | — | — |
| Клинья и ползушки: для штампов малых и средних размеров | У10А, Х12Ф1, Х12 | 56-58 и выше | Азотировать |
| для штампов больших размеров | Сталь 45, 50 | — | — |
| литые с закаленными планками | СЧ 24—44 | — | — |
| Упоры | У8А, сталь 10, 15, 45, 50, Ст2 | 50-55 | Сталь 10; 15, Ст2 цементировать и калить |
| Ловители | У8А, У10А | 50-55 | Рабочую часть калить |
| Штифты | У8А (серебрянка) Сталь 45, Ст5, Ст6 | 45-50 | Рабочую часть калить |
| Толкатели, шпильки буферные | Сталь 40, 45, Ст5 Ст6 | — | — |
| Винты, болты | Сталь 35, 40, Ст2, Ст3 | 40—45 | Цементировать и калить головку винтов для стали |
| Пружины | 65Г, 60С2, рояльная проволока | 40-45 | Ст2 и Ст3 |
| Прокладки резиновые для съемников, прижимов, буферов | Резина средняя 2959, резина 922 | — | — |
То же, для съемников сложной конструкции |
Резина 2462, резина 3465Н-4 | — |
— |
11. Марки сталей, рекомендуемые для изготовления деталей пресс-форм
| Наименование деталей пресс-форм | Марка стали | Твердость HRC |
| Матрицы и пуансоны простого профиля, обрабатываемые шлифованием | У8А | 50-54 |
| Матрицы и пуансоны сложного профиля с тонкими перемычками и выступами | ХВГ 5ХВ2С ЗХ2В8Ф |
48-52 45-50 48-52 |
| Матрицы и пуансоны сложного профиля без тонких перемычек и выступов | X 20Х |
58-62 Цементировать и калить 56—60 |
| Матрицы и пуансоны, изготовляемые холодным выдавливанием металла | Сталь 10,15 | Термически обрабатывать по спецрежиму |
| Пуансоны для холодного выдавливания матриц | Х12М, Х12Ф1 | 60-64 |
| Загрузочные камеры, заключенные в обоймы | У8А | 50-54 |
| Загрузочные камеры без обойм | X | 50-54 |
| Пуансоны загрузочных камер | У8А | 56-58 |
| Знаки гладкие и резьбовые | У8А У10А 5ХВ2С 6ХВ2С |
50-54 50-54 50-54 56-58 |
| Обоймы и пуансонодержатели стационарных пресс-форм | Сталь 45 | 28-32 |
| Верхние и нижние плиты стационарных пресс-форм | Ст3, сталь 20, 45 | — |
| Верхние плиты съемных пресс-форм | У8А, 5ХВ2С, сталь 45 |
50-54 40—45 |
| Нижние плиты съемных пресс-форм | Сталь 45 | 40—45 |
| Втулки литниковые | У8А | 50—54 |
| Колонки и втулки направляющие | У8А | 50-54 |
return_links(); ?>