<<
>>

Г. СТАЛИ ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ

  СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ

Стали, применяемые для холодного пластического деформирования, классифицируются по способу выплавки их на металлургическом заводе. Различают томасовскую сталь, мартеновскую сталь и электростали, выплавленные в электропечах.

Различные сорта сталей с точки зрения холодного деформирования характеризуются содержанием в них азота, которого в мартеновской стали 0,002—0,010%, в томасов- ской стали 0,010—0,030%, в электростали 0,008—0,016%.

Для холодной высадки чаще всего применяется мартеновская сталь, имеющая хорошую пластичность в холодном состоянии.Тома- совская сталь имеет значительно худшую деформируемость, так как высокое содержание азота и фосфора уже при малых степенях деформации обусловливает повышение твердости и резкое падение вязкости. Поэтому томасовскую сталь применяют редко для холодной высадки, главным образом при малых степенях деформации. Правда, несколько

Г

Низкоуглеродистые стали

alt="" />


Материал Обозначение ю стандарту DIN 17006 Ks материала по стандарту DlN 17007 с

Химический состав Si j Mn

в %

P не более

и.
более
Ранее применявшиеся обозначения по еПеречню Cl алей и черных металлов» (SEL)
Мартеновская сталь St34 мягкая, для изделий со сравнительно большими степенями де- MU7 0405 lt;0,10 Следы 3,18—0,35 0,060 0,050 Mn?
Мартеновская холодновысадочная сталь для изделий с высокими степенями деформации MUK7 0512 lt;0,10 » 0,25—0,40 0,040 0,040 Мик7
Очень мягкая мартеновская сталь М3 0513 lt;0,05 » lt;0,28 0,040 0,040 М3
Цементируемая сталь (ранее обозначалась StClO-61). • • • ClO 0536 0,06—0,12 0,15—0,35 0,25—0,5 0,045 0,045 ClO
Цементируемая сталь, для изделий с высокими степенями деформации CKlO 1121 0,06—0,12 0,15—0,35 0,25—0,5 0,035 0,035 СкЮ
Цементируемая сталь (ранее обозначалась StCl6-61). . . . С15 0561 0,12—0,18 0,15—'0,ЗЕ 0,25—0,5 0,045 0,045 С15
Цементируемая сталь, для изделий с высокими степенями деформации CQl 5 0572 0,12—0,15 0,15-0,3S 0,25—0,5 0,040 0,040 Cq 15
Цементируемая сталь, для изделий с высокими степенями деформации СК15 1141 0,12—0, U 3 0,15—0,3 5 0,25—0,с 0,035 0,035 CkI 5

sHHoaodisuo-Jk!

г

о

Co gt;! зг

лет назад начали изготовлять так называемые продутые стали-заменители, которые благодаря специальным мерам обладают хорошей деформируемостью в холодном состоянии.

Как показано на фиг. 6, при содержании азота ниже 0,006 томасовская улучшенная сталь обнаруживает такое же увеличение сопротивления деформации, как и мартеновские стали. Поэтому в технических условиях на материал не обязательно указывать способ приготовления стали, но обязательно

%

Фиг. 6. Влияние содержания азота на упрочнение при холодном деформировании мягких кипящих сталей. />

следует оговорить требования в отношении холодной деформируемости. Применение для холодной высадки электросталей ограничивается некоторыми марками легированных сталей.

Выбор сталей, предназначенных для холодной высадки, обусловливается, с одной стороны, деформируемостью, а с другой химическим составом стали, определяемым требованиями к готовой детали.

Кроме того, штампуемые стали разделяются на легированные и нелегированные. Среди нелегированных — низкоуглеродистые мягкие стали и высокоуглеродистые твердые. Легированные стали классифицируются в зависимости от легирующих элементов или применяемых целей.

а)              Нелегированные стали

Эти стали по объему применения для холодной высадки стоят на первом месте. В табл. I и 2 дан обзор мягких сталей, ранее называемых «железом». Конечно, не все эти стали следует применять для холодной высадки; некоторые из них применяются только для вспомогательных целей, при высадке с малыми степенями деформации или при комбинированных процессах — холодной предварительной высадке с окон-

Таблица 2

Механические свойства низкоуглеродистых сталей

Материал

Предел текучести Og не менее в кГ/м*

Предел прочности на разрыв Ofr в кГ/мм*

Удлинение S6 не менее в %

Удлинение S10 не менее В %

Твердость но Вринслю Яр 30 (Р « зоDt)

StOO

(34—50)

(22)

(18)

95—140

St34

19

34—42

30

25

95—115

St37

37—45

25

20

100—125

St38

38—45

25

20

105—125

CIO

lt;130

C15

lt;140

Приведенные цифры относятся только к горячекатаным или кованым сталям в отожженном состоянии.

Приближенно можно принять это для тянутых и отожженных сталей.

чательной штамповкой в нагретом состоянии. Наиболее распространены и экономически выгодны для изготовления деталей в массовом масштабе марки MV7 (ранее St 34.13) и MUК7, обладающие высокой деформируемостью.

В то время как высококачественные стали для холодной высадки, как и цементуемые стали, разливаются успокоенными, обычные мало-

Фиг. 7. Вид зоны ликвации и распределение твердости у низкоуглеродистой стали. Поперечный шлиф, протравленный. X 1,5 раза.

° — сталь, разлитая в кипящем состоянии; Ь — сталь, разлитая в спокойном состоянии.

Углеродистые стали применяются только при разливке их кипящими. Это обусловливает большое различие в твердости зоны ликвации и по. верхностного слоя (фиг. 7, а). Сравнение с фиг. 7,6 показывает, что 2*

в успокоенной малоуглеродистой стали такой разницы нет. Однако характерная для кипящей стали разнородность твердости по сечению отнюдь не исключает ее хорошей деформируемости в холодном состоянии. Наоборот, затвердевание слитков в изложнице и небольшое загрязнение шлаками мягкой внешней поверхности должно способствовать, судя по многочисленным исследованиям, хорошей деформируемости, и это делает сталь пригодной даже для тяжелых высадочных процессов. Следует обращать внимание на величину и очертание зоны ликвации; необходимо, чтобы она лежала 'по середине сечения, так

как ликвация с выходом на поверхность в исходном сечении может вызвать затруднения при холодной высадке.

Так как большое содержание углерода ухудшает деформируемость стали, оно редко превосходит 0,5%, хотя для особых целей можно Еысаживать стали с высоким содержанием углерода (до 1,1%).

Для деталей, которые должны иметь высокие механические показатели, используют в качестве исходного материала, как правило, стали, характерные низкими механическими свойствами и хорошей деформируемостью в отожженном состоянии. Желаемые прочностные характеристики достигаются уже после деформирования за счет термической обработки — улучшения. В какой степени это возможно для различных углеродистых сталей, показано на фиг. 8. Нижняя кривая показывает прочность отожженной стали в зависимости от содержания углерода, верхняя соответствует тому же показателю для закаленной стали. Кривые ограничивают поле улучшения; любое значение прочности в пределах поля может быть достигнуто соответствующей термообработкой. Следует иметь в виду, что наряду с прочностью важны и другие качественные характеристики, в частности удлинение; поэтому практическое значение имеет только нижняя треть заштрихованного поля.

В табл. 3 приведены ряд марок и химический состав применяемых для холодной высадки нелегированных улучшаемых сталей,стандартизованных согласно DIN 17200 (раньше 1661 и 1667). В табл. 4 сделан обзор их прочностных свойств в нормализованном состоянии. Стали для холодной высадки марок CQ22 до CQ45 по DIN 1654 отличаются от обычных улучшаемых сталей большей однородностью, чистотой по неметаллическим включениям и лучшим качеством поверхности. У этих сталей по техническим условиям более низкое содержание фосг фора и серы.

Таблица 3

Нелегированные улучшаемые стали для холодной высадки

/>

CD

О

О

tN.

Г^

О

о ь, о—'

cZ

Химический состав в %

S w

Ю о SsT

Материал

I Обозначения г стандарту DIi'

ГЗич

К gt;, С. н

QJ Cl H W

СЗ

S И

сз

SB

с

SI

Mn

P не

более

S не

более

SCeS

GJ CR U 2

* * 5 в

Bj И я -

S.» е s

ft ® а Bos1E w vo lt;u S

CU О D-K

Улучшаемая сталь (ранее StC25-61) .

. .

С22

0611

0,18-0,25

0,15—0,35

0,30—0,60

0,045

0,045

С22

Улучшаемая сталь для изделий с высокой степенно деформации (сталь для холодной высадки болтов 5D)

CQ22

0612

0,18—0,25

0,15—0,35

0,30—0,60

0,040

0,040

Cq 22

Улучшаемая сталь (ранее StC35 - 61) . . .

С35

0651

0,32—0,40

0,25—0,50

0,40—0,70

0,045

0,045

С35

Улучшаемая сталь для изделий с высокой степенью деформации (сталь для холодной высадки болтов 5D и SG) . . .

CQ35

0652

0,32—0,40

0,15-0,35

0,40—0,70

0,040

0,040

Cq35

Улучшаемая сталь (ранее StC45-61) . . .

С45

0721

0,42—0,50

0,25—0,50

0,50-0,80

0,045

0,045

С45

Улучшаемая сталь для изделий с высокой степенью деформации (сталь для холодной высадки болтов SG)

CQ45

0722

0,42—0.50

0,15—0,35

0,50-0,80

0,040

0,040

Cq45

Таблица 4

Механические свойства иелегированных улучшаемых сталей

Материал

Предел текучести о8 в кГ/мм*

не менее

Предел прочности на разрыв с^ в KffMMt

Удлинение S1 в % не менее

Твердость по Бринелю ЯВ 30 P=ЗОБ* не более

С22

24

42-50

27

155

С35

28

50—60

22

172

С45

34

60—72

18

206

Приведенные цифры относятся только к катаным или кованым сталям в отожженном состоянии.

Для тянутых с последующим отжигом сталей могут быть приняты как приближенные.

б)              Легированные стали

Сообразно цели применения высаженных деталей в особых случаях применяют и легированные стали, так как добавка соответствующих легирующих элементов может значительно повлиять на свойства сталей и, следовательно, изготовленных из них деталей, i

Известно, что высокое содержание марганца и кремния способствует лучшей прокаливаемости. Естественно, что эти стали применяют лишь для деталей, которые должны иметь высокие механические показатели, особенно при больших размерах деталей.

Применяемые марки сталей такого рода и их химический состав приведены в табл. 5.

Следует учитывать отпускную хрупкость улучшаемых деталей с высоким содержанием марганца. Этого можно избежать путем интенсивного охлаждения ее от температуры отпуска.

Небольшие присадки ванадия или хрома (менее десятой доли процента) также способствуют высокой прокаливаемости стали. Аналогичным образом используется благоприятное влияние малых присадок хрома и молибдена на улучшаемость сталей для высадки. Вязкость хромомолибденовых сталей аналогична вязкости марганцевованадиевых сталей при равной прокаливаемости. Благодаря молибдену можно избежать отпускной хрупкости. Некоторые наиболее употребительные для высадки марки сталей этой легированной группы приведены в табл. 6. Эти цементируемые и улучшаемые стали стандартизованы согласно DIN 17200 (раньше 1667 и соответственно 1663) и DIN 17210 (раньше 1666), а также частично и в DIN 1654.

В случае необходимости при невысоких требованиях к качеству и малых деформациях можно использовать и другие марки сталей (табл. 12—14).

Можно высаживать и тщательно отожженные подшипниковые стали с содержанием хрома до 1,8% и углерода до 1,1 %. Однако большие примеси хрома ухудшают пластичность в холодном состоянии и снижают стойкость инструмента. В силу этого холодная высадка становится экономически выгодной лишь при малом содержании углерода в высокохромистых сталях. Для деталей, подвергающихся коррозионным воздействиям, следует применять стали с присадкой меди, благодаря чему стали становятся весьма устойчивыми против атмосферных воздействий. Даже малое содержание меди замедляет скорость ржавления сталей, не снижая обрабатываемости.

Никелевые стали (табл. 15) с содержанием никеля до 1,5% еще могут обрабатываться хорошо отожженными. Высоколегированные никелевые стали для холодной высадки непригодны. Аналогичное можно сказать и о хромоникелевых сталях. Недавно в США появились марки аустенитных хромоникелевых сталей, которые в коррозионном отношении соответствуют известной марке St 18/8 — Cr — Ni, но характерны малой упрочняемостыо и поэтому могут обрабатываться холодной высадкой. При содержании в стали 0,08% С, 16% Cr и 98% Ni она имеет предел текучести 25 кГ/мм2, предел прочности 53 кГ/мм2 и высокое

относительное удлинение. При высадке из этой стали сложных форм, например, болтов с потайной полукруглой головкой и квадратным подголовком, процесс протекает легко, деталь характерна четким заполнением кромок.

В общем следует учитывать, что обработка легированных сталей всегда связана с некоторыми трудностями, в частности, со снижением ¦стойкости инструмента. По экономическим соображениям необходимо довольствоваться лишь малыми присадками легирующих элементов. Во многих случаях следует вместо легированных сталей применять обычные стали с последующей обработкой поверхности готовых деталей. В этом смысле хорошо зарекомендовали себя способы антикоррозионной защиты путем металлизации и фосфатирования. Отокалино- образования сталь можно защитить путем алитирования и другими методами металлодиффузии. Твердая поверхность и высокая износостойкость достигаются цементацией и нитрированием.

В этом направлении развитие методов улучшения сталей наблюдается и за границей; так же как и в Германии, легированные стали заменяются нелегированными. Французские марки сталей близки к немецким, а в Англии лишь отдельные марки аналогичные немецкими. В английских марках сталей для легирования шире используется молибден и никель. Аналогично положение и в США; там некоторые ¦стали легируются тремя присадочными элементами.

С точки зрения деформируемости при высадке следует стремиться употреблять только низколегированные сорта стали.

<< | >>
Источник: И. БИЛЛИГМАН. ВЫСАДКА И ДРУГИЕ МЕТОДЫ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ СПРАВОЧНОЕ РУКОВОДСТВО по штамповке сталей и цветных металлов в холодном и горячем состоянии при серийном и массовом производствах. 1960

Еще по теме Г. СТАЛИ ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ:

  1. Диссертация в объемном измерении
  2. И. БИЛЛИГМАН. ВЫСАДКА И ДРУГИЕ МЕТОДЫ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ СПРАВОЧНОЕ РУКОВОДСТВО по штамповке сталей и цветных металлов в холодном и горячем состоянии при серийном и массовом производствах, 1960
  3. Г. СТАЛИ ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
  4. СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ГАЕК
  5. ПОДГОТОВКА НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
  6. Поверхностные покрытия
  7. Влияние химического состава
  8. Г. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
  9. Е. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА ПРИ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКЕ
  10. Ж- ВЛИЯНИЕ ТРЕНИЯ
  11. I. НАГРУЗКА НА ИНСТРУМЕНТ
  12. СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
  13. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА
  14. Б. ГРАНИЦЫ ПРИМЕНЕНИЯ
  15. Б. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ