<<
>>

СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ

Инструменты, предназначенные для холодных штамповочных работ, изготовляются из легированных и нелегированных сталей.

-Нелегированные стали с низким содержанием марганца и кремния имеют весьма высокие значения критических скоростей охлаждения, которые могут быть достигнуты лишь на мелких сечениях или только на поверхностном слое при закалке в воде.

Поэтому эти материалы являются непрокаливаемыми, сердцевина деталей не закаливается и остается вязкой.

Характерным для легированных сталей является снижение критических скоростей охлаждения, обусловливаемое наличием легирующих элементов. В связи с этим легированные стали прокаливаются глубже, а высоколегированные стали воспринимают закалку по всему сечению. Высоколегированные стали имеют низкие скорости охлаждения, которые легко достигаются при охлаждении в масле или даже на воздухе. В таких случаях охлаждение в воде привело бы к появлению в инструменте высоких термических напряжений или трещин.

Стали, закаливаемые в масле или на воздухе, характерны, между прочим, высокой стабильностью размеров и малыми закалочными напряжениями при термообработке; они почти не подвергаются короблению, что нельзя сказать о сталях, закаливаемых в воде.

а)              Непрокаливаемые стали

Высокие скорости работы пресс-автоматов, частая последователь-1 ность возникновения ударных нагрузок в соединении с большими усилиями деформирования — все это ставит очень высокие требования к инструменту. Матрицы и пуансоны должны быть очень твердыми на поверхности, но в то же время не хрупкими, чтобы кромки не лопались. Только сталь лучшего металлургического качества и правильно выбранного химического состава может отвечать этим требованиям. Стали с высокой прокаливаемостью для таких целей непригодны. Наиболее употребительны нелегированные или малолегировапные стали с неглубокой прокаливаемостью. Сталь для интенсивно нагруженного инструмента не должна иметь каких-либо примесей; содержание серы и фосфора ограничивается 0,025%, а в американской практике даже 0,020% (табл.

71).

Таблица 71

Непрокаливаемые инструментальные стали для штамповки в холодном состоянии (охлаждение в воде)

№ по пор.

Группа стали

Обозначение по

г? P га о.

S TOr4.

аис

Химический состав (ориентировочные данные) в %

стандарту DIN I70061

{ч Ri *—

сЗ f

s ljZ ^ сС

С

SI

Mn

Cr

NI

I

Нелегированные углеродистые стали

C85WI

1530

0,85

lt;0,25

0,25-

0,35

2

C100W1

1540

1,00

lt;0,25

lt;0,25

3

C160W1

1550

1,10

lt;0,25

lt;0.25

4

Ванадиевая инструментальная сталь

100V1

2833

1,00

-0,20

-0,20

'0,1

/>5

Прочие низколегиро

0,95

-0,20

-0,25

0,05

-0,2

6

ванные специальные стали

0,90

~0,25

-0,30

0

1

-0,2

1 Обозначения соответствуют обозначениям по «Перечню сталей и черных металлог» (SEL).

Попытки применения сталей менее чистых могут быть успешными только для слабонагруженного инструмента.

Содержание углерода по существу определяет степень вязкости сердцевины и износостойкость поверхностного слоя. Вообще стали в зависимости от твердости при закалке различают на «вязкие» с содержанием углерода 0,80—0,90%, «вязкотвердые» 0,95—1,05% и «средней твердости» 1,05—1,15%. Распространено мнение, что для крупногабаритного инструмента целесообразно давать содержание углерода по нижнему, а для мелкого — по верхнему пределу. По другим сведениям в этом нет необходимости, и среднее содержание углерода 0,95% является наиболее рациональным во всех случаях. В отношении содержания кремния и марганца единого мнения нет. В США предпочитают обычно высокое их содержание в первую очередь для крупных деталей; благодаря этому улучшается прокаливаемость.

Вообще, глубина прокаливаемое™ увеличивается при малых добавках легирующих элементов, главным образом ванадия, а также никеля и хрома. Наиболее употребительны такие слаболегированные стали для крупных деталей инструмента диаметром свыше 60 мм. Преимуществом таких малолегированных сталей является малая чувствительность к перегреву и, следовательно, возможность закалки при высоких температурах. При этом благодаря общеизвестной зависимости глубины прокаливания от температуры закалки можно в широких пределах регулировать глубину закаливаемого слоя выбором соответствующей температуры закалки. Таким образом, можно добиться соответствия толщины закаленного слоя форме и характеру нагрузки инструмента. Добавка ванадия, так же как и повышенное содержание углерода, способствует износостойкости инструмента.

Как правило, для.цельных и разъемных матриц, пуансонов для предварительной и окончательной высадки применяют одну и ту же сталь. Инструмент в целом или его отдельные части, подверженные более высокому износу, чаще изготовляют из легированных, более глубоко прокаливаемых сталей.

б)              Прокаливаемые стали

Для холодновысадочного и штамповочного инструмента применяют и легированные стали, особенно тогда, когда действующие нагрузки требуют высокой сопротивляемости сжатию и износу. Легирующие элементы хром, молибден, ванадий, вольфрам способствуют лучшей закаливаемости, повышают температуру отпуска, сопротивляемость износу, обусловливают сохранение режущих свойств. Кроме того, благодаря свойственному для этих сталей измельчению зерна, повышается вязкость. Аналогично влияет и никель. Благодаря добавкам никеля повышается прокаливаемость и прочность при сжатии. Марки этих сталей, часть которых закаливается в воде, а часть в масле или на воздухе, представлены в табл. 72. Помещенные в таблице высоколегированные хромистые стали (№ I—3) отличаются малой склонностью к короблению и большой сопротивляемостью износу. Применяют их для интенсивно нагруженного инструмента, например, для армирования пуансонов и матриц в наиболее изнашиваемых местах (особенно матриц для редуцирования), для отрезных ножей, для пуансонов и матриц при холодной штамповке гаек и другого инструмента, подвергаемого большому сжатию. Сталь № 3 (с меньшим содержанием углерода) легче обрабатывать, чем две другие марки, эта сталь имеет и большую вязкость.

Более низколегированные марки применимы в условиях высоких сжимающих нагрузок, например, для высадочных пуансонов, так как при изготовлении их из обычных непрокаливаемых сталей закаленный слой продавливается.

Марка стали № 4 (по таблице) закаливается в воде, имеет большую глубину прокаливаемости и применяется для инструментов, предназначенных для холодного выдавливания и чеканки. Так называемые стойкие стали (марки № 5—7 по таблице) применимы в первую

Легированные инструментальные стали для штампов при штамповке в холодном состоянии

а

о

и

о

Группа стали

Обозначение по стандарту

№ материала по стандарту DlN

Химический состав (ориентировочные данные) в %

s

DIN 17006*

17007

С

I Si

Mn

Cr

I Ni

V

I W

I

Хромистые (вана- диевовол ьфрамовые) стали

210Сг46

2090

2,10

0,3

0,3

12,0

2

210CrW46

2436

2,10

0,3

0,3

12,0

0,7

3

165CrW46

2201

1,65

0,3

0,3

12,0

0,1

4

Хромистая сталь

90СгЗ

2056

0,90

0,2

0,3

0,8

/>—

5

Вольфрамохромованадиевые стали

55WCr7

2550

0,55

1,0

0,3

1,0

0,2

2,0

6

45WCr7

2542

0,45

1,0

0,3

1,0

0,2

2,0

7

35WCr7

2541

0,35

1,0

0,3

1,0

0,2

2,0

8

X ромистокремиие- вые (ванадиевые) стали

90CrSi5

2108

0,90

1,2

0,7

1,2

9

55SiCr6

2249

0,45

1,5

0,6

1,5

0,1

10

38SiCr6

2248

0,38

15

0,4

1,5

0,1

11

Хромистомарганцевая сталь

40CrMnV15

2267

0,40

0,6

1,4

4,0

0,1

12

Никелевохромистая

сталь

50NiCrl3

2721

0,50

0,2

0,5

1,0

3,5

* Эти обозначения соответствуют обозначениям «Перечня лог» (SEL).

сталей и черных метал

очередь для инструмента, подверженного ударной нагрузке, где требуется наряду с высокой вязкостью и достаточная твердость, например, для интенсивно нагруженных отрезных ножей, обжимных и пробивных пуансонов. Специальная сталь (№ 8 по таблице) рекомендуется для самых разнообразных целей и, в частности, для отрезных ножей. Стали № 9, 10 (по таблице) применимы для инструментов, подвергаемых сильным ударам и истиранию, в частности, для пуансонов холодной пробивки, а также для чеканочных пуансонов. Наконец, марки сталей № 11 и 12 (по таблице) применяются в первую очередь при работе в условиях больших удельных давлений, для холодновысадочных матриц и для изготовления мастер-пуансонов при выдавливании инструмента в холодном и горячем состоянии.

Следует отметить, что холодновысадочный инструмент нельзя выполнять целиком из легированных сталей, так как эти хорошо прокаливаемые стали весьма чувствительны к ударной нагрузке и распирающим силам. Такой инструмент необходимо армировать бандажом из легированной инструментальной или конструкционной 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 СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ:

  1. 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
  2. Г. СТАЛИ ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
  3. СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ГАЕК
  4. ПОДГОТОВКА НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
  5. Влияние химического состава
  6. Г. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
  7. Е. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА ПРИ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКЕ
  8. Ж- ВЛИЯНИЕ ТРЕНИЯ
  9. СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВ ХОЛОДНОЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ
  10. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА
  11. Б. ГРАНИЦЫ ПРИМЕНЕНИЯ
  12. Б. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ