Инструментальная плита 5ХНМ в Минске

Инструментальная плита 5ХНМ: штамповая сталь для горячей деформации

Инструментальная плита 5ХНМ — это готовый к механической обработке прокат из штамповой стали марки 5ХНМ (аналог DIN 1.2713, X55CrNiMoV), предназначенный для изготовления молотовых и прессовых штампов горячей деформации. Сталь относится к классу полутеплостойких штамповых материалов с рабочей температурой поверхности гравюры до 550–600 C. Химический состав по ГОСТ 5950 регламентирует: углерод 0,50–0,60 %, кремний 0,10–0,40 %, марганец 0,50–0,80 %, хром 0,50–0,80 %, никель 1,40–1,80 %, молибден 0,15–0,30 %. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 300–350 мм и устойчивость к разгару при циклическом контакте с нагретым металлом.

Технические характеристики плиты 5ХНМ

Плиты поставляются в термообработанном состоянии с твёрдостью 217–255 НВ (отожжённый прокат) либо после закалки и отпуска — 38–44 HRC в зависимости от условий эксплуатации. Предел текучести в улучшенном состоянии достигает 850–950 МПа, ударная вязкость KCU — не ниже 30 Дж/см. Структура после нормализации — сорбит и троостит, что обеспечивает равномерное распределение карбидной фазы и стойкость к образованию трещин разгара.

Технологические операции и термообработка

Плита 5ХНМ обрабатывается резанием в отожжённом состоянии: твёрдость 217–255 НВ допускает фрезерование гравюры твердосплавным инструментом, сверление и электроэрозионную обработку. Закалка проводится в масле с температуры 840–860 C, отпуск — при 560–600 C с выдержкой 2–4 ч на каждые 25 мм сечения. Для крупногабаритных штампов молотовых падающих массой до 5 т применяют ступенчатый нагрев и изотермическую выдержку для снижения термических напряжений.

• Закалка: 840–860 C, охлаждение в масле, твёрдость 55–58 HRC
• Высокий отпуск: 560–600 C, твёрдость 38–44 HRC
• Поверхностное упрочнение: азотирование на глубину 0,2–0,4 мм
• Отжиг для снятия напряжений: 650–680 C, охлаждение с печью
• Нормализация: 870–890 C для устранения структурной неоднородности

Области применения плиты 5ХНМ

Основное назначение — рабочие вставки и цельные штампы для горячей объёмной штамповки на молотах, кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) и горизонтально-ковочных машинах. Плита используется в кузнечно-прессовых цехах при производстве поковок из углеродистых и низколегированных сталей: шатунов, полуосей, фланцев, клапанов, крепёжных деталей. Дополнительно материал применяется для матриц пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов и для ножей горячей резки сортового проката.

• Молотовые штампы для поковок массой до 50 кг
• Вставки КГШП усилием 16–100 МН
• Матрицы пресс-форм литья под давлением алюминия
• Ножи горячей резки проката на станах 500–850
• Инструмент для прошивки и высадки на ГКМ
• Корпуса дорнов и оправок прошивных станов

Эксплуатационные ограничения

Стойкость штампов из 5ХНМ лимитируется разгаростойкостью: при температуре контакта выше 600 C наблюдается интенсивное образование сетки разгара и потеря твёрдости. Для повышения ресурса применяют смазочно-охлаждающие составы на графитовой основе, промежуточное охлаждение гравюры и периодическую перешлифовку с удалением дефектного слоя 0,3–0,5 мм. В условиях ударных нагрузок на молотах с массой падающих частей свыше 3 т рекомендуется ограничивать твёрдость 38–40 HRC для предотвращения хрупкого разрушения.

Вопросы и ответы