Инструментальная лента У9А: характеристики, термообработка и применение
Инструментальная лента У9А — холоднокатаная полоса из углеродистой инструментальной стали У9А по ГОСТ 2283-79 (лента стальная холоднокатаная) и ГОСТ 1435-99 (прутки, полосы). Марка У9А — углеродистая инструментальная сталь, содержащая 0,85–0,94 % углерода, не более 0,20 % кремния, 0,15–0,30 % марганца, до 0,030 % серы и до 0,035 % фосфора. Буква «А» обозначает повышенную чистоту по неметаллическим включениям и сере. Лента поставляется в отожжённом (мягком) состоянии с твёрдостью не более 187 HB, что обеспечивает штампуемость, гибку и последующую закалку.
Сортамент и геометрические параметры
Лента У9А выпускается толщиной 0,05–2,0 мм и шириной 4–200 мм в рулонах. Предельные отклонения по толщине для повышенной точности — 0,005 мм при толщине до 0,2 мм. Кромка — обрезная или необрезная; для штамповки предпочтительна обрезная кромка с шероховатостью Ra 1,25 мкм. Кривизна полосы на 1 м длины не превышает 3 мм. Серповидность — не более 2 мм на 1 м.
Химический состав и структура
Углерод в стали У9А находится в пределах 0,85–0,94 %, что после закалки обеспечивает мартенситную структуру с твёрдостью 62–64 HRC. Ограничение серы до 0,030 % и фосфора до 0,035 % снижает склонность к красноломкости и хрупкости при отпуске. Карбидная неоднородность в отожжённой ленте — не выше 3 балла по ГОСТ 8233. Глубина обезуглероженного слоя не превышает 1 % толщины ленты.
Термообработка
Закалка ленты У9А проводится при 760–790 C в воде или водополимерной среде. Отпуск — низкий, 150–200 C, для сохранения твёрдости 60–63 HRC. При изготовлении режущего инструмента применяют изотермическую закалку в соляных ваннах при 180–220 C. Отжиг перед штамповкой — при 740–760 C с медленным охлаждением до 650 C, затем на воздухе. Твёрдость после отжига — 170–187 HB.
Механические свойства в зависимости от состояния
| Состояние | Твёрдость | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Отожжённая | 187 HB | 600–750 | 15 | Штамповка, гибка |
| Закалка + отпуск 150 C | 63–64 HRC | 2100–2300 | 1 | Режущие кромки |
| Закалка + отпуск 200 C | 60–62 HRC | 1900–2100 | 1–2 | Пилы, ножи |
| Закалка + отпуск 300 C | 52–56 HRC | 1600–1800 | 3–5 | Пружинные элементы |
Технологические операции
- Лазерная резка ленты толщиной до 1,0 мм — без изменения структуры кромки при мощности 0,5–1,0 кВт.
- Электроэрозионная обработка — для пазов и профилей в закалённой ленте 60–64 HRC.
- Шлифование периферийное — СОЖ на масляной основе, глубина резания 0,01–0,03 мм.
- Гибка в штампах — минимальный радиус 0,5 толщины в отожжённом состоянии.
- Сварка — контактная точечная, ограниченно; дуговая сварка не рекомендуется из-за трещин.
Применение по отраслям
- Деревообработка — ножи строгальных станков, фрезы, пильные диски.
- Металлообработка — отрезные резцы, развёртки, метчики малых диаметров.
- Лёгкая промышленность — режущие элементы раскройных машин, ножи для кожи и текстиля.
- Приборостроение — пружины, контакты, упругие элементы реле.
- Пищевое машиностроение — ножи куттеров и слайсеров после полировки.
- Медицинский инструмент — скальпели, лезвия после специальной обработки.
Эксплуатационные ограничения
Лента У9А теряет твёрдость при нагреве выше 200 C — предел рабочей температуры для режущей кромки. Не применяется для обработки материалов твёрдостью выше 30 HRC из-за низкой теплостойкости. Коррозионная стойкость низкая: во влажной среде требуется защитное покрытие или консервационная смазка. При ударных нагрузках возможна хрупкость — рекомендуется отпуск при 200–250 C.
Вопросы и ответы
Чем У9А отличается от У8А?
У9А содержит 0,85–0,94 % углерода против 0,75–0,84 % у У8А. Более высокое содержание углерода повышает твёрдость после закалки до 63–64 HRC, но снижает ударную вязкость. У9А предпочтительна для инструмента с повышенной износостойкостью при умеренных ударных нагрузках.
При какой температуре закаливать ленту У9А?
Закалка проводится при 760–790 C с охлаждением в воде. Для тонкой ленты (до 0,5 мм) применяют ступенчатую закалку в соляной ванне при 180–220 C для снижения деформаций. Отпуск — 150–200 C, твёрдость после обработки — 60–64 HRC.
Можно ли сваривать ленту У9А?
Контактная точечная сварка возможна в отожжённом состоянии с последующей термообработкой зоны шва. Дуговая сварка не рекомендуется из-за образования закалочных трещин. Для соединения концов ленты в рулоне применяют стыковую сварку с местным отпуском.
Какая твёрдость у отожжённой ленты У9А?
Отожжённая лента У9А имеет твёрдость не более 187 HB. Это обеспечивает пластичность при штамповке и гибке с минимальным радиусом 0,5 толщины. После штамповки изделие закаливают и отпускают до рабочей твёрдости.
