Инструментальная плита 4Х5МФС в Минске

Инструментальная плита 4Х5МФС — размерная точность и стойкость в горячем деформировании

Инструментальная плита 4Х5МФС — это плоский прокат из штамповой стали для горячего деформирования, легированной хромом, молибденом, ванадием и кремнием. Материал относится к группе теплостойких сталей с рабочей температурой поверхности до 500–550 C, что определяет его применение в оснастке, испытывающей циклические тепловые нагрузки. Плита поставляется в состоянии после отжига с твердостью не более 229 HBW, что обеспечивает обрабатываемость резанием на универсальных и станках с ЧПУ перед последующей термической обработкой.

Химический состав 4Х5МФС регламентирован ГОСТ 5950 и включает хром в диапазоне 4,5–5,5 %, молибден 1,2–1,5 %, ванадий 0,3–0,5 %. Такое легирование формирует после закалки и отпуска структуру отпущенного мартенсита с дисперсными карбидами, обеспечивающую сочетание прокаливаемости до 80–100 мм и сопротивления разупрочнению при нагреве. В отличие от сталей типа 5ХНМ, 4Х5МФС сохраняет твердость 44–48 HRC после отпуска при 550–580 C, что критично для инструмента, работающего с нагревом поверхности.

Технологические параметры плит 4Х5МФС

Плиты из 4Х5МФС изготавливаются методом горячей прокатки с последующей правкой и термической обработкой. Геометрические параметры контролируются по классу точности, установленному для штамповых заготовок: отклонение по толщине не превышает +1,5/0,5 мм, плоскостность — до 2 мм/м. Поверхность плит очищается от окалины, что исключает необходимость предварительной механической обработки по пластям при изготовлении плит штампов.

Для ответственных применений рекомендуется заказывать плиты с ультразвуковым контролем сплошности по ГОСТ 22727. Допустимые дефекты регламентируются группой качества 2–3, что гарантирует отсутствие внутренних расслоений, трещин и усадочной пористости в зоне рабочей части инструмента. Контроль макроструктуры проводится на темплетах, отбираемых от каждого плавления.

Применение плит 4Х5МФС

Основное назначение плит 4Х5МФС — изготовление формообразующих элементов штамповой оснастки для горячей штамповки. Из плит изготавливают:

• вставки и матрицы пресс-форм для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов;
• пуансоны и матрицы молотовых штампов для объемной штамповки поковок из конструкционных сталей;
• рабочие плиты горизонтально-ковочных машин (ГКМ);
• нагревательные элементы и державки для оборудования термических участков;
• ножи и вставки для горячей резки проката.

Выбор плиты 4Х5МФС целесообразен для оснастки, работающей при ударных нагрузках и циклическом нагреве до 500 C. Материал применяется в кузнечно-прессовых цехах машиностроительных заводов, на предприятиях по производству крепежа, в литейных производствах при изготовлении кокилей и пресс-форм. Для инструмента, работающего при температурах выше 600 C, следует рассматривать стали с более высоким содержанием вольфрама, например 3Х3М3Ф или 4Х4ВМФС.

Термическая обработка плит 4Х5МФС

Закалка плит 4Х5МФС проводится с нагревом до 1020–1040 C с выдержкой из расчета 1,5–2 мин/мм толщины. Для предотвращения обезуглероживания рекомендуется нагрев в соляных ваннах или печах с защитной атмосферой. Охлаждение — в масле или на воздухе в зависимости от толщины сечения. После закалки обязателен двухкратный отпуск при 540–580 C с выдержкой не менее 2 часов, что обеспечивает твердость 44–48 HRC и снятие остаточных напряжений.

Для плит толщиной более 60 мм требуется ступенчатый нагрев под закалку с промежуточными выдержками при 400–500 C и 800–850 C для выравнивания температуры по сечению. Контроль твердости проводится по методу Роквелла на шкале С с шагом не более 200 мм по поверхности плиты. Допустимый разброс твердости по одной плите — не более 4 единиц HRC.

Особенности заказа и поставки

Плиты 4Х5МФС поставляются в виде прямоугольных заготовок с обрезанными кромками. Стандартный размерный ряд включает толщины от 10 до 100 мм, ширину от 100 до 600 мм и длину от 200 до 2000 мм. По согласованию с поставщиком возможен раскрой плит на мерные заготовки с допуском 5 мм по длине и ширине, что сокращает объем механической обработки при изготовлении штампов.

Каждая партия плит сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава, результатов механических испытаний и данных ультразвукового контроля. Маркировка наносится несмываемой краской на торец плиты и содержит обозначение марки стали, номер плавки и размеры. Хранение плит должно исключать контакт с атмосферными осадками; при длительном хранении рекомендуется консервация поверхности ингибированными составами.

Вопросы и ответы