Стали для штампов холодного деформирования
Штампы для холодного деформирования работают в условиях высоких переменных нагрузок, выходят из строя вследствие хрупкого разрушения, малоцикловой усталости и изменения формы и размеров за счет смятия (пластической деформации) и износа. Поэтому стали, используемые для изготовления штампов, пластически деформирующих металл при нормальных температурах, должны обладать высокой твердостью, износостой костью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью. В процессе деформирования с большей скоростью штампы разогреваются до 200-350 °С, поэтому стали этого класса должны быть и теплостойкими. Для крупных штампов необходимо обеспечить высокую прокаливаемость и небольшие объемные изменения при закалке. Если в процессе термической обработки происходит искажение сложной конфигурации штампа, то необходимо проводить доводку штампа до требуемых размеров, что не всегда осуществимо. Высокохромистые стали Х12Ф1 и Х12М относятся к ледебуритному классу и содержат 16-17 % карбидов (Сr, Fe)7 С3. Стали обладают высокой износостойкостью и при закалке в масле мало деформируются, что важно для штампов сложной формы.
Добавление молибдена и ванадия
Молибден и ванадий в сталях Х12Ф1 и Х12М способствуют сохранению мелкого зерна. Обе стали обладают высокой устойчивостью переохлажденного аустенита, а следовательно, хорошей прокаливаемостью. Сталь Х12Ф1 прокаливается до 150 - 180 мм, а сталь Х12М - до 200 мм при охлаждении в масле. Недостаток высокохромистых сталей заключается в трудности обработки резанием в отожженном состоянии (207-269 НВ) и снижении механических свойств в случае резко выраженной карбидной неоднородности (крупные скопления карбидов, карбидная сетка, карбидная полосчатость). Меньшей карбидной неоднородностью обладает сталь Х6ВФ, которую используют для инструментов с высокой механической прочностью и сопротивлением износу (накатные плашки, накатники для холодного накатывания зубчатых колес и т. д.). Прокаливаемость стали Х6ВФ меньше и не превышает 70-80 мм.
Сталь 7ХГ2ВМ сочетает высокую прокаливаемость и закаливаемость с минимальными объемными изменениями при закалке. Она получает твердость 59-60 HRC в сечениях до 100-110 мм при охлаждении в масле, горячих средах и на воздухе. Сталь обладает повышенной ударной вязкостью.
В тех случаях, когда требуется сталь с повышенным сопротивлением пластической деформации, применяют сталь 6Х6ВЗМФС. Сталь подвергают закалке с высоких температур для возможно более полного растворения карбидов хрома М7С3 и М23С6. Сталь чувствительна к росту зерна аустенита. Отпуск проводят при 520-540 °С. После отпуска в структуре нет остаточного аустенита, что обеспечивает более высокое сопротивление пластической деформации при хорошей вязкости. Сталь обладает высокой износостойкостью, особенно при работе с динамическими нагрузками, и не склонна к карбидной неоднородности.
Для вытяжных штампов небольшого размера (диаметр пуансона до 25 мм) применяют стали У10, У11 и У12, а для штампов большого размера - X, ХВСГ, обладающие лучшей прокаливаемостью.
Во многих случаях для изготовления штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали.
