Инструментальная полоса 3Х2МНФ в Минске

Инструментальная полоса 3Х2МНФ: состав, свойства и применение

Инструментальная полоса 3Х2МНФ — горячекатаная или кованая заготовка прямоугольного сечения из штамповой стали повышенной теплостойкости, легированной хромом, молибденом, никелем и ванадием. Марка относится к группе полутеплостойких штамповых сталей (класс 4Х2МНФ по отраслевой классификации), применяется преимущественно для изготовления молотовых и прессовых штампов, работающих при температурах контактных поверхностей до 550–600 C. Полоса поставляется в виде прутков прямоугольного профиля с отношением ширины к толщине от 2:1 до 6:1, что позволяет минимизировать припуск при фрезеровании ручьёв штампа.

Химический состав и структура

Сталь 3Х2МНФ содержит углерод в пределах 0,30–0,40 %, что обеспечивает баланс между твёрдостью и ударной вязкостью после термической обработки. Основные легирующие элементы:

• хром — 1,5–2,0 %: повышает прокаливаемость и сопротивление окислению при нагреве;
• молибден — 0,4–0,6 %: подавляет отпускную хрупкость второго рода;
• никель — 0,8–1,2 %: увеличивает вязкость разрушения при ударных нагрузках;
• ванадий — 0,1–0,2 %: измельчает зерно и повышает теплостойкость;
• кремний и марганец — в пределах 0,17–0,37 % и 0,3–0,6 % соответственно.

После закалки с 860–880 C в масле и высокого отпуска при 580–620 C формируется структура троостита или сорбита отпуска с дисперсными карбидами VC и MoC. Такая структура обеспечивает твёрдость 38–44 HRC при сохранении ударной вязкости KCU не ниже 30 Дж/см.

Технологические и эксплуатационные характеристики

Полоса 3Х2МНФ поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 241 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием, сопоставимую со сталями 5ХНМ и 4Х5МФС. Температура ковки — 1150–850 C, охлаждение после ковки — замедленное (в песке, золе или термостате). Прокаливаемость: критический диаметр при закалке в масле достигает 80–100 мм, что позволяет изготавливать крупногабаритные вставки штампов без сквозной закалки.

Области применения

Инструментальная полоса 3Х2МНФ ориентирована на изготовление штампового инструмента методом фрезерования и электроэрозионной обработки. Конкретные направления:

• молотовые штампы для горячей объёмной штамповки поковок из углеродистых и низколегированных сталей на паровоздушных молотах с массой падающих частей 1–3 т;
• вставки и блоки прессовых штампов для выдавливания и прошивки на кривошипных горячештамповочных прессах усилием 2500–6300 кН;
• ножницы горячей резки сортового проката в линиях непрерывных заготовочных станов;
• детали инструмента для гибки и калибровки трубной заготовки в трубопрокатных агрегатах;
• сменные элементы штампов для производства крепёжных изделий методом холодной высадки на двухударных автоматах.

В условиях ударно-циклического нагружения полоса 3Х2МНФ демонстрирует стойкость, сопоставимую со сталью 5ХНМ, при этом превосходит её по разгаростойкости на 15–20 % за счёт повышенного содержания молибдена и ванадия. Рекомендуемая твёрдость рабочей поверхности для молотовых штампов — 40–44 HRC, для прессовых вставок — 42–46 HRC.

Термическая обработка и режимы

Закалка полосы 3Х2МНФ проводится с температуры 860–880 C с охлаждением в масле. Для крупных сечений (толщина свыше 60 мм) применяется ступенчатая закалка в расплаве солей при 400–450 C. Отпуск — высокий, при 580–620 C, с выдержкой 2–4 ч и охлаждением на воздухе. Для повышения стойкости рекомендуется азотирование поверхности на глубину 0,2–0,4 мм, что увеличивает сопротивление схватыванию при горячей деформации.

Вопросы и ответы