Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Инструментальная плита ХГС: характеристики стали ХГС и применение в штампах холодной деформации
Инструментальная плита ХГС — это горячекатаный или кованый прокат из инструментальной легированной стали марки ХГС (хром-марганец-кремний), поставляемый в виде плит толщиной от 8 до 200 мм. Сталь ХГС относится к группе штамповых сталей повышенной прокаливаемости; её химический состав регламентируется ГОСТ 5950-2000. Основное назначение плиты ХГС — изготовление крупногабаритных деталей штампов холодной листовой штамповки, матриц, пуансонов, а также нагруженных элементов приспособлений и оснастки.
Химический состав и структура стали ХГС
Сталь ХГС содержит углерод в пределах 0,95–1,10 %, хром 0,90–1,20 %, марганец 0,80–1,10 %, кремний 0,70–1,00 %. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает сквозную прокаливаемость в плитах значительного сечения — до 80–100 мм при закалке в масле. Структура после закалки представляет собой мартенсит с небольшим количеством остаточного аустенита; после отпуска при 180–220 C формируется мартенсит отпуска, обеспечивающий твёрдость 58–62 HRC при сохранении достаточной вязкости.
Кремний в составе стали ХГС повышает устойчивость аустенита против отпуска и увеличивает теплостойкость до 250–300 C, что важно для штампов, работающих с нагревом от трения при вырубке и гибке. Марганец совместно с хромом снижает критическую скорость закалки, что позволяет получать высокую твёрдость по всему сечению плиты без применения интенсивного охлаждения.
Механические свойства и режимы термической обработки
Плита ХГС поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 207–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на универсальных фрезерных и строгальных станках. Перед вводом в эксплуатацию плиту подвергают закалке при 830–860 C с охлаждением в масле и последующим отпуском. Режимы отпуска выбирают в зависимости от требуемого сочетания твёрдости и ударной вязкости.
| Температура отпуска, C | Твёрдость, HRC | Предел прочности в, МПа | Ударная вязкость KCU, Дж/см | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| 180 | 61–63 | 2200–2400 | 18–22 | Вырубные матрицы тонколистовой штамповки |
| 200 | 59–61 | 2100–2250 | 22–28 | Пуансоны, ножи гильотинных ножниц |
| 250 | 55–57 | 1900–2050 | 30–38 | Гибочные штампы, формообразующие вставки |
| 300 | 50–53 | 1700–1850 | 40–50 | Детали, работающие с ударными нагрузками |
Технологические особенности плиты ХГС
Плиты ХГС склонны к образованию карбидной сетки при замедленном охлаждении после горячей деформации, поэтому для ответственных штампов применяют кованый прокат с последующим нормализационным отжигом. При механической обработке закалённых плит используют твердосплавный инструмент и электроэрозионную обработку для получения сложных контуров матриц. Свариваемость ограничена — ремонтную сварку выполняют с предварительным подогревом до 300–350 C и последующей термообработкой.
Области применения
- Вырубные и пробивные штампы для холодной листовой штамповки в автомобилестроении и производстве бытовой техники.
- Матрицы и пуансоны гибочных и формовочных штампов на кривошипных прессах усилием до 4000 кН.
- Ножи гильотинных ножниц и дисковых ножей для резки тонколистовой стали.
- Детали оснастки деревообрабатывающих фрезерных станков и профилегибочных линий.
- Нагруженные элементы измерительных приспособлений и сборочных кондукторов.
- Вставки пресс-форм для переработки пластмасс при умеренных температурах.
Вопросы и ответы
Какова максимальная прокаливаемость стали ХГС в плитах?
Сквозная прокаливаемость при закалке в масле обеспечивается в сечениях до 80–100 мм. Для плит большей толщины рекомендуется применять ступенчатую закалку или выбирать сталь с повышенным содержанием хрома и молибдена.
Чем отличается плита ХГС от плиты ХВГ?
Сталь ХГС содержит кремний вместо вольфрама, что снижает стоимость и повышает теплостойкость до 250–300 C, однако уступает ХВГ по износостойкости при высоких контактных нагрузках. ХГС предпочтительна для крупногабаритных штампов, ХВГ — для мелких высокоточных матриц.
Какой режим термообработки обеспечивает твёрдость 60 HRC?
Закалка от 840–860 C в масле с последующим отпуском при 180–200 C в течение 1,5–2 часов. Охлаждение после отпуска — на воздухе. Твёрдость контролируется по Роквеллу на шлифованной поверхности плиты.
Допускается ли сварка плиты ХГС при ремонте штампов?
Сварка ограниченно применима. Необходим предварительный подогрев до 300–350 C, применение электродов с близким составом и последующий отпуск сварного соединения. Без термообработки в зоне шва формируется хрупкая мартенситная структура.