Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [ 57 ] 58 59 60 61

МИ изменениями в поверхностном слое при резкой смене температур. Это свойство обеспечивается снижением содержания углерода в стали, которое сопровождается повышением пластичности, вязкости, а также теплопроводности, уменьшаюшей разогрев поверхностного слоя и термические напряжения в нем.

В соответствии с указанными требованиями для штампов горячей обработки давлением применяют легированные стали, содержащие 0,3-0,6% С, которые после закалки подвергают отпуску при 550 680 °С на структуру троостита или троостосорбита. Среди них следует выделить несколько групп, обладающих в наибольшей степени теми свойствами, которые необходимы для определенных условий эксплуатации.

Стали для молотовых штампов. Молотовые штампы имеют большие размеры, работают с ударными нагрузками при относительно невысоком нагреве поверхности (400-500 °С). Для изготовления этих штампов используют низколегированные стали высокой прокаливаемости с повышенной ударной вязкостью и разгаростойкостью (см. табл. 18.1). Среди легирующих элементов они содержат молибден или вольфрам, необходимые для предупреждения отпускной хрупкости второго рода, которую в больших сечениях нельзя устранить быстрым охлаждением.

Сталь 5ХНМ-лучшая в этой группе. Из-за высокой прокаливаемости ее применяют для изготовления крупных (наибольшая сторона призматических заготовок 400-500 мм) штампов сложной формы. После закалки и отпуска при 550 °С ее механические свойства при температуре 20 °С составляют = 1200 -т-1300 МПа; 8= 10 ч- 13%; KCU = = 0,4 0,5 .МДж/м2. Сталь сохраняет достаточно высокие механические свойства (Ов = 900; Оо,2 = 650 МПа) до температуры 500 °С.

Стали 5ХГМ и 5ХНВС при одинаковой со сталью 5ХНМ прокаливаемостью уступают ей в вязкости. Они

предназначены для средних штампов (наибольшая сторона заготовок 300 - 4D0 мм) или для более крупных (сталь 5ХНВС) простой формы.

Сталь 5ХНВ по стойкости равноценна стали 5ХНМ, но имеет более низкую прокаливаемость, так как вольфрам повышает ее слабее, чем молибден. Сталь 5ХНВ применяют для изготовления небольших (сторона заготовок ~200 мм) и средних штампов.

Термическая обработка этих сталей из-за больших размеров штампов или заготовок призматической формы представляет собой ответственную операцию. После изотермического отжига и механической обработки их нагревают под закалку до 820-880 °С, применяя засыпки и обмазки для предохранения от окисления и обезуглероживания, так как время нагрева может составлять 20-25 ч. Для снижения термических напряжений небольшие штампы охлаждают на воздухе, остальные после под-стуживания до 750-780°С-в масле по способу прерывистой закалки. Полностью неостывшие штампы переносят в печь для отпуска.

Небольшие штампы, в которых деформируемый металл быстро подстывает и упрочняется, отпускают при 480-520 °С, добиваясь повышенной твердости {HRC 40-45) и износостойкости. Поскольку механическая обработка при такой твердости затруднена, фигуру штампа нарезают до термической обработки.

Средние штампы, в которых для деформирования более крупных заготовок требуются повышенные ударные нагрузки, отпускают при 520-540 °С на более низкую твердость (HRC 35-40). Их изготовляют по схеме; механическая обработка, закалка, отпуск, чистовая доводка.

Крупные штампы, которые должны иметь повышенную вязкость, подвер-

Исключение составляют очень крупные штампы, которые из-за трудностей закалки в масле охлаждают водовоздушной смесью.



гают отпуску при 540-580 °С на твердость HRC 35-38. Фигуру штампа нарезают после термической обработки.

Стали для штампов горизоптальпо-ко-вочных мапшп и прессов. Штампы горячей высадки, протяжки и прессования испытывают при работе высокие давления без больших ударных нагрузок, имеют меньшие размеры, чем молотовые штампы, но нагреваются до более высоких температур. Для сталей этого назначения наиболее важные свойства-теплостойкость и разгаро-стойкость. При тяжелых условиях работы применяют комплексно-легированные стали: ЗХ2В8Ф, 4Х2В5МФ, 4Х5В2ФС и др. (см. табл. 18.1), которые по составу и видам превращений при термической обработке сходны с быстрорежущими сталями. В отличие от последних они содержат меньше избыточных карбидов типа MjjCg и MgC и являются заэвтектоидными. Для повышения теплостойкости их закаливают с высоких температур (1025-1125 °С). Отпуск в интервале температур 500-580 °С вызывает, как и в быстрорежущих сталях, дисперсионное твердение мартенсита и явление вторичной твердости.

Для повышения вязкости отпуск ведут при более высоких температурах (600-650°С) на структуру троостита и твердость HRC 45 - 50.

При такой твердости стали имеют = 1500 н- 1800 МПа; г = 1350 -1650 МПа; KCU = 0,2 0,55 МДж/м Стали ЗХ2В8Ф, 4Х2В5МФ с высоким содержанием вольфрама характеризуются повышенной теплостойкостью. Они сохраняют твердость HRC 45 и предел текучести ад 2 ~ 1000 МПа до температуры 650 - 670 °С. Стали предназначены для изготовления тяжелона-груженных инструментов, работающих с разогревом поверхности до 700 °С.

Стали 4Х5МФС, 4Х5В2ФС, 4Х4ВМФС с небольшими добавками вольфрама (молибдена) отличаются повышенной разгаростойкостью благодаря более высокой вязкости. Они теплостойки до 600 °С. Хром (4-5%) придает им хорошую окалиностойкость и повышенную износостойкость нри нагреве. Эти стали предназначены для изготовления инструментов с высокой устойчивостью к резкой смене температур, в частности для инструментов высокоскоростной штамповки.

Рассмотренные стали используют также для изготовления пресс-форм литья под давлением, работающих в тяжелых условиях, связанных с периодическим нагревом и охлаждением поверхности и воздействием расплавленного металла. Для изготовления пресс-форм литья медных сплавов ((nj,«1000°Q применяют стали повышенной теплостойкости; для литья алюминиевых и магниевых сплавов

((пл w500-:-650°C) стали повышенной разгаростойкости. В последнее время для изготовления пресс-форм применяют также мартенситно-стареющие стали (см. гл. 8).

Для пресс-форм, менее нагруженных в тепловом отношении, используют стали 4ХВ2С, Х12, 7X3, 8X3, коррозионно-стойкую сталь 30X13, конструкционные стали 40Х, ЗОХГС и др. Для повышения работоспособности пресс-формы и штампы подвергают азотированию, нитроцементации или хромированию. Азотирование повышает в 4 - 5 раз устойчивость стали против коррозионного действия жидких алюминиевых сплавов. Для этого на деталях пресс-форм из сталей ЗХ2В8Ф и 4Х5В2ФС рекомендуется формировать азотированный слой толщиной около 0,2 мм.

Для штампов особенно эффективно ионное азотирование.



приложение

ТАБЛИЦА 1. Оптовые цены сортовой стали и чугуна

Материал

Оптовая цена 1 т стального проката с размерами 5-300 мм или 1 т чугунных от-ливок, руб

Материал

Оптовая цена 1 т стального проката с размерами 5-300 мм или 1 т чугунных от-ливок, руб.

Конструкционная сталь

Углеродистая обыкновенного качества :

кипящая CtIkh - Ст4кп

спокойная CtIch - Стбсп Углеродистая качественная (10; 15; 20-75) Автоматная

162-106 179-125 230-133

А12; А20; АЗО; А40Г

202-

-131

А35Е; А45Е

278-

-203

АС14; АС40; АС45Г2; АСЗОХМ

337-

-167

Хромистая:

15Х; 20Х; 40Х; 50Х

205-

-141

12X13-40X13; 15X28

682-

-386

Хромомарганцевая (18ХГТ; ЗОХГТ;

317-

-146

20ХГР и др.)

Хромомолибденовая и хромована-

405-

-178

диевая (15ХМ: ЗОХМ; 40ХМФА; 60ХФА и др.)

Хромоникелевая (20ХН; 12ХНЗА; 2ХНЗА и др.) Хромоникельмолибденовая (20ХН2М; 18Х2Н4МА; 40ХН2МА) Шариконодщинниковая ШХ15 Аустенитная:

12Х18Н10Т

20Х25Н20С2

120Г13

391-197

593-272

340-207

1130-934 1560-1350 784- 198

Чугун

Литейный (в чущках) Серый (в отливках) СЧ 10-СЧ 45 Высокопрочный (в отливках) ВЧ 38-17-ВЧ 120-2

Ковкий (в отливках) КЧ 30-6-КЧ 63-2

Инструментальная сталь

Углеродистая У7 -У13 Низколегированная (X; 9ХС; ХВГ; 5ХГМ) Высоколегированная (Х12Ф1; Х12М1) Быстрорежущая:

Р6М5

Р9К10

Р18К5Ф2 Р12Ф2К8МВ

108-78,6 677-127

790-147

698-154

254-156 279-160

683-493

3470 - 3080 6430 - 5910 5520-4800 7240-6670 8430-7900

Примечания: 1. Тонколистовая сталь примерно вдвое дороже сортовой стали круглого сечения.

2. Мелкие чугунные отливки дороже крупных.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [ 57 ] 58 59 60 61