 |
Стали для штампов для холодной деформации.
|
|
|
|
Стали с повышенной износостойкости применяются для разделительных штампов, а так же для штампов, работающих с малой относительной скоростью перемещения заготовки относительно штампа. Так как разделительные операции связаны с резанием металла, для штампов такого назначения применяют режущие стали У7-У13, легированные 7ХФ, 9ХФ, 11ХФ (с невысокой прокаливаемостью) и 9Х, Х, 9ХС, ХГС (с высокой прокаливаемостью). Выбор стали определяется размерами, т.е. прокаливаемостью, стоимостью.
Такой вид штамповки предполагает скольжение металла в заготовке по поверхности штампа. Такое скольжение быстро изнашивает штамп, что требует его ремонта или замены. Поэтому для сталей, используемых для изготовления штампов требуется высокая износостойкость. Износостойкость зависит от твердости. В результате количество карбидов примерно 18-22%. Большой недостаток хрома – его склонность к ликвации. В результате возникает карбидная неоднородность. После горячей ковки такой заготовки карбидную неоднородность удается уменьшить, но полностью устранить не получается. Возникает полосчатость. Такой дефект может вызвать преждевременный износ в виде изнашивания или расслоения. Чтобы уменьшить карбидную неоднородность Cr частично заменяют Mo, V, W. Такая замена позволяет повысить твердость штампа.
Основные стали: Х6ВФ, Х6Ф4, Х12М, Х12М, Х12Ф, Х12.
Термообработка такой стали включает в себя высокотемпературную закалку при температуре 950-1050º С и низкий отпуск 170-190º С. Твердость после термообработки HRC 62-64. нагрев под закалку ведут очень медленно, чтобы нагрев был равномерный. Охлаждение проводится в масле, либо проводят изотермическую закалку. Особенность стали заключается в высокой стойкости против отпуска. Структура стали: мартенсит + карбиды + остаточный аустенит. Остаточный аустенит добавляет вязкость стали, но тем не менее ее не достаточно, поэтому штампы не могут работать с резкими ударными нагрузками.
|
|
|
Стали с повышенной теплостойкостью. Из этих сталей изготавливают инструмент для холодной объемной штамповки. Работа инструмента холодной объемной штамповки сопровождается его разогревом в поверхностном слое до температуры 500-550º С. поэтому на первое место в списке свойств выходит высокая теплостойкость. Для обеспечения высокой теплостойкости применяют специальные стали, которые выдерживают длительную работу при такой температуре. Содержание С снижают до 0,8-1%, т.к. ударные нагрузки. Cr до 4%, Mo, V, W – 1-2%. Количество карбидной фазы 10-15%.
Основные стали: 8Х4В2М2Ф2, 8Х4В3М3С.
Термообработка: высокотемпературная закалка 1050-1100º С + трехкратный отпуск 550-560º С (чтобы убрать остаточный аустенит).
Стали с высокой ударной вязкостью.
Стали для инструмента горячей штамповки. При горячей обработке давлением заготовка предварительно нагревается в печи до рабочей температуры, затем перемещается в штамп, где происходит ее деформирование.
Условия работы инструмента горячего деформирования очень тяжелые. Переменные ударные нагрузки сочетаются с изменением температуры поверхности. Во время деформирования горячей заготовки поверхность инструмента разогревается, затем после удаления штамповки поверхность охлаждается. Изменение температуры поверхности ведет то к расширению, то к сжатию. В результате на поверхности появляются микротрещины. С течением времени они увеличиваются и могут привести к выкрашиванию поверхности. Это явление называется термической усталостью или разгаром. Скольжение горячего металла по поверхности штампа происходит с большой скоростью. В результате поверхность штампа сильно разогревается. Это ведет к отпуску металла, снижению твердости и быстрому износу. Резкие ударные нагрузки вызывают повышение давления внутри штампа. Это может вызвать появление усталостных трещин. Особенно часто они появляются в местах с малым радиусом закругления. Такие условия работы штампов требуют от сталей, из которых они изготовляются, своего комплекса свойств:
|
|
|
1. Теплостойкость.
2. Необходимая ударная вязкость.
3. Высокая разгаростойкость.
4. Прокаливаемость.
5. Окалиностойкость.
6. Твердость и износостойкость.
7. Стойкость против налипания.
Стали горячей штамповки делят на 3 группы:
1. Стали с повышенной вязкостью.
2. Стали с повышенной теплостойкостью и средней вязкостью.
3. Стали с высокой теплостойкостью.
Стали с повышенной вязкостью.
Эти стали предназначены для изготовления молотовых штампов.
Основные стали: 5ХНМ; 5ХГМ; 5ХВН.
Чтобы обеспечить высокую вязкость содержание углерода должно быть меньше 0,5%, должны быть легирующие элементы: Mn, Ni, Mo.
Термообработка должна обеспечивать максимальную вязкость: закалка 920-950º С + отпуск 500-550º С. прокаливаемость 300-500 мм (более 500 мм обеспечивает сталь 5Х2МН7 после закалки 980-1020º С).
Стали с повышенной теплостойкостью и средней вязкостью.
Данные стали предназначены для изготовления штампов, работающих на гидравлических прессах. Давление в штампе 2000-2500 мПа.
Требуются следующие свойства:
1. Высокая теплостойкость.
2. Высокая вязкость.
3..Основные стали: 4Х5МФС, 4Х4ВМФС, 4Х5В2ФС.
Термообработка: закалка 880-1050º С + высокий отпуск 550-650º С.
Стали с высокой теплостойкостью.
Данные стали предназначены для штамповки жаропрочных, коррозионностойких титановых сплавов.
Основная сталь: 3Х2В8Ф.
Повышения стойкости поверхности после горячей штамповки можно достичь методом ХТО (азотирование, хромирование, насыщение поверхности бором).
Стали для волков прокатных станов делятся на две группы:
1. Стали для волков холодной прокатки.
2. Стали для волков горячей прокатки.
Стали для волков холодной прокатки.
Данные стали должны обладать высокой твердостью, износостойкостью, хорошей прокаливаемостью, необходимым запасом вязкости, хорошей полируемостью.
|
|
|
ø 200 мм – стали 9Х, 9ХФ, 9ХВФС.
ø 200-400 мм – сталь 9Х2Ф.
ø 400-600 мм – сталь 60ХВС.
Стали для волков горячей прокатки.
Данные стали должны обладать высокой теплостойкостью, вязкостью.
Термообработка: закалка + высокий отпуск.
Стали для измерительного инструмента.
Требования предъявляемые к сталям:
1. Размерная стабильность
2. Высокая износостойкость.
3. Высокая твердость.
4. Высокая шлифуемость, полируемость.
Коррозионностойкие стали
Коррозией называют разрушение металла под действием химического или электрохимического воздействия под действием окружаемой среды. Основные факторы воздействия коррозии и ее влияние на экономику:
1. Экономический фактор – экономические потери промышленности в результате коррозии.
2. Надежность эксплуатации объектов или машин.
3. Экологический фактор.
Виды коррозии:
1. Равномерная (поверхностная).
2. Местная (точечная).
3. Межкристаллитная (по границам зерен).
4. Коррозия под напряжением (ножевая).
5. Электрохимическая коррозия.
|
|
|
