<<
>>

СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ

  Все штампы для обработки вгорячую подвержены прежде всегс термическим напряжениям, а затем, в зависимости от избрлнного метода обработки и применяемого оборудования, напряжениям растяжения-сжатия и поверхностному истиранию.
Эти напряжения могут возникать одновременно, раздельно и в различной последовательности.

В связи с разными условиями работы штампов нельзя установить единых требований к инструментальной стали. Однако в основном необходимо обратить внимание на ниже перечисленные свойств» характерные для штамповых сталей.

Стали должны обладать достаточно высокой температурой отпуска, а также при нагреве — определенными прочностными свойствами,, соответствующими возникающим нагрузкам. При этом температура, отпуска определяет границу наибольшей допускаемой температуры, на которую можно нагревать инструмент, не опасаясь снижения заданных прочностных свойств. Ho практически решающим являются прочностные свойства не при обычной температуре, а при температуре работы штампа; штампы не должны пластически деформироваться под нагрузкой. Наряду с высокой прочностью необходимы достаточно высокая износостойкость и вязкость при высокой температуре; это относится прежде всего к сложному инструменту с острыми кромками или налой конусностью. Отсутствие склонности к появлению раз- гарных трещин, вызываемых малой теплопроводностью стали, также является одним из основных требований. Даже самые малые трещины могут быть очагом последующего разрушения; кроме того, эти трещины дают отпечаток на детали и могут ее испортить. Поэтому вообще стали этого типа должны быть нечувствительными к изменению температуры.

Эти различные и часто противоречивые требования к сталям для горячих работ удовлетворяются благодаря легированию в соответствии с условиями нагружения. Чаще применяются многокомпонентные стали, содержащие три или четыре характерных легирующих составляющих.

Сохранение высокой прочности и износостойкости при нагреве, высокая температура отпуска достигаются с помощью добавления вольфрама, молибдена, ванадия, хрома. Добавление никеля повышает вязкость и гарантирует (даже при больших размерах инструмента) требуемое повышение качества. Благодаря добавлению кремния повышается предел усталости инструментов при переменной нагрузке.

В' табл. 73 дан обзор наиболее распространенных сталей для горячих штампов. В таблице они представлены по группам в зависимости от главного легирующего элемента. Первая группа стали характеризуется содержанием вольфрама. Применение стали № I (по таблице) с 9%-ной примесью вольфрама ограничивается особенно высокими нагрузками при интенсивном нагреве. Инструмент при этом: совсем или почти не охлаждается.

Употребляемые инструментальные стали для штампов при горячей штамповке

CX

о

Группа стали

Обозначение по стандарту

O

cZ

ca

S4O,

Химический состав (ориентировочные данные) в %

с

о

с

5%'

DIN 17006*

ь rt ra

xS

W

,BI f—

lt; CJ

С

Si

Mn

Cr

Mo

NI

V

W

I

Вольфрамохромистованадиевые стали

30WQV3411

2581

0,30

0,2

0,3

2,5

0,7

9,0

2

30WG-V179

2567

0,30

0,2

0,3

2,5

06

4,5

3

30 WCrV 15

2564

0,30

1,0

0,4

1,0

0lt;2

4,0

4

35WCrV7

2541

0,35

1,0

0,3

1,0

0,2

2,0

5

45WCrV7

2542

0,45

1,0

0,3

1,0

0,2

2,0

6

Хромистомолибденовые (ванадиевые) стали

45CrVMoW58

2603

0,45

0,6

0,4

1,5

0,5

0,8

0.5

7

45CrMoV67

2323

0,45

0,3

0,7

1,5

0,7

0,3

.

8

40CrMnMo7

2311

0,40

0,3

1,5

2,0

0,2

9

Никелевохромистомолибденовые (ванадиевые) стали

35NiCrMol6

2766

0,35

0,2

0,5

1,4

0,3

4,0

10

56NiCrMoV7

2714

0,55

0,3

0,7

1,0

0,5

1,7

0,1

11

55NiCrMoV6

2713

0,55

0,3

0,6

0,7

0,2

1,7

0,1

--

12

Марганцевокремнистая сталь

53MnS 4

2825

0,53

1.0

1,0

/>13

Нелегированные

стали

C100W2

1640

1,0

lt;0,3

lt;0,35

14

C85W2

1630

0,85

lt;0,3

lt;0,35

15

C70W2

1620

0,70

lt;0,3

lt;0,35

16

C60W3

1740

0,60

lt;0,5

lt;0,8

_

17

18

19

20

Употребляемые за границей другие стали

0,35

0,35

0,35

0,40

1,0

1,0

1.0

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

5.0

5.0 3,5

1.5

1.5

1.5

0,3

0,4

0,9

0,3

1,2

3,0

* Данные обозначения соответствуют обозначениям «Перечня сталей и черных метал лов» (SEL).

-

В большинстве случаев с тем же успехом можно применять сталь с 5% W (№ 2 по таблице), которая благодаря повышенному содержанию ванадия обладает высокой температурой отпуска, достаточной прочностью при повышении температуры, а также хорошей теплопроводностью и вязкостью.

Эта сталь нашла широкое применение,и ее следует применять почти для всех видов горячештамповочного инструмента и, в первую очередь, при процессах с длительным временем контакта нагретой детали и штампа. Однако необходимо учитывать,

что благодаря примеси вольфрама и хрома сталь не выносит резкого охлаждения. Наоборот, 4%-ная вольфрамовая сталь (№3 по таблице) рекомендуется при водяном охлаждении, чему способствует малое содержание хрома. Эта сталь весьма нечувствительна к колебаниям' температуры, но, правда, имеет меньшую прочность при повышенной температуре и более низкую температуру отпуска. Для большинства процессов рассматриваемой области применения ома вполне пригодна. Обе последние марки стали этой группы с2% W (№ 4 и 5 по таблице) имеют при равных легирующих добавках разное содержание углерода. Эти стали характерны повышенной вязкостью, при применении требуют водяного охлаждения и могут быть использованы для нагрузок средних значений.

Характерным легирующим элементом второй группы является молибден. Низколегированная сталь — заменитель (Ne 6 по таблице) обладает свойствами, аналогичными свойствам стали № 3 и часто может заменять ее. Она применима не только для высадочных матриц и пуансонов, но и, вследствие своей хорошей вязкости, для сложных по форме инструментов, подверженных разрывающим нагрузкам. Сталь № 7 (по таблице) рекомендуется прежде всего при больших сжимающих напряжениях, а малолегированная сталь ApO 8 (по таблице) — для пробивных пуансонов и малолегированных инструментов с водяным охлаждением.

В сталях третьей группы наиболее значительным элементом является никель, способствующий более равномерному распределению свойств по всему сечению. Кроме того, эти стали отличаются высокой вязкостью. Благодаря различным по величине добавкам молибдена, ванадия и хрома в этих сталях достигаются высокие прочностные свойства при высокотемпературных режимах работы, хотя меньшие, чем у вольфрамовых сталей. Главное назначение этих сталей — применение для крупногабаритного инструмента.

Наряду с этим для случаев, когда превалирующими являются растягивающие напряжения, также предпочитают хромоникелемолибденовые стали. Аналогично при очень интенсивном поверхностном трении применяют 4- и 5%-ные вольфрамовые стали.

Марганцевокремнистые и нелегированные стали имеют сравнительно низкую температуру отпуска и невысокие прочностные свойства при нагреве; поэтому эти стали могут применяться лишь при малом нагреве инструмента и незначительных удельных давлениях (при больших габаритах инструмента). Эти же стали применяются для инструмента, предназначенного дня обработки малых партий деталей и для бандажирования вставок. Для других марок сталей, приведенных в табл. 73, характерен полный или частичный отказ от добавки вольфрама. Эти марки в основном применяются за рубежом, и их высокие прочностные свойства при повышенной температуре достигаются повышением содержания хрома и молибдена.

Из приведенного ясно, что Достижение аналогичных свойств возможно разными путями, разным подбором легирующих элементов. На фиг. 400 показан характер кривых отпуска и прочности при повы- 24 и»

шенной температуре сталей с различным составом. Отсюда ясно, что высокая./температура отпуска может быть получена и без примеси вольфрама. Однако высокая температура отпуска и достаточная прочность при повышенной температуре характеризуют только износостойкость сталей'для- горячештамповочного инструмента. При удар-

alt="" />ных нагрузках, кроме того, необходима и вязкость, которая выше у низколегированных сталей. Наряду с этим большое значение имеет теплопроводность, которая растет при уменьшении легирования стали. Лучшая теплопроводность определяет разгароустойчивость стали. В этой связи весьма интересно сравнение, показанное на фиг. 401 и 402, из которого следует, что большее содержание легирующих элементов отнюдь не дает основания для заключения об эффективности применения стали на практике. Из примера производства болтов ясно, что возникающие температурные и силовые нагрузки часто не столь высоки, чтобы полностью использовать качества вольфрамовой стали. В этом случае стали с меньшим содержанием легирующих элементов дают лучшие результаты, не говоря о более значительном экономическом эффекте. Этим подтверждаются недостатки применения высоколегированных сталей и возможности расширяющегося в последнее время применения малолегированных сталей. Правда, в отнот

шении качества термообработки эти стали более чувствительны,чем высоколегированные стали. При закалке необходимо помнить, что температура закалки их ниже, чем у сталей с высоким содержанием вольфрама.


Е.  

<< | >>
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 СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ:

  1. СТАЛИ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ
  2. СТАЛИ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ГАЕК
  3. Б. ТЕМПЕРАТУРА ПРИ ШТАМПОВКЕ
  4. ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКЕ
  5. ГОРЯЧАЯ ВЫСАДКА
  6. Д. ПРЕССЫ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ГАЕК
  7. ПРЕССЫ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ГАЕК С НАДСЕКАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ
  8. МНОГОПОЗИЦИОННЫЕ ПРЕСС-АВТОМАТЫ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ГАЕК
  9. НАПРАВЛЯЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТ УСТРОЙСТВА
  10. ТОЧНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА
  11. ОТПРАВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ВЫБОРУ СТАЛИ
  12. СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
  13. СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ
  14. ТЕРМООБРАБОТКА ИНСТРУМЕНТА
  15. ХРОМИРОВАНИЕ