Инструментальная полоса 5Х3В3МФС: характеристики и применение
Инструментальная полоса 5Х3В3МФС — горячекатаная или кованая заготовка прямоугольного сечения из штамповой стали повышенной теплостойкости и вторичной твёрдости. Марка относится к группе теплостойких штамповых сталей, легированных вольфрамом, молибденом, ванадием и кремнием. Полоса поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием при изготовлении штампов, пуансонов и вставок.
Химический состав и структура
Содержание углерода — 0,50–0,60 %. Вольфрам — 2,2–2,8 %, молибден — 0,6–1,0 %, ванадий — 0,6–1,0 %, кремний — 0,6–1,0 %. Такое сочетание обеспечивает устойчивость мартенсита к отпуску и сохранение твёрдости при нагреве до 620–640 C. Карбидная фаза представлена карбидами типа M6C и MC, равномерно распределёнными после отжига.
Термообработка
Закалка производится с температуры 1020–1060 C в масле или на воздухе (в зависимости от сечения полосы). Отпуск — двух- или трёхкратный при 560–600 C с выдержкой 1–2 ч. После термообработки твёрдость достигает 47–52 HRC при сохранении ударной вязкости KCU не ниже 25 Дж/см. Для полосы толщиной свыше 40 мм рекомендуется ступенчатый нагрев во избежание коробления.
Технологические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после закалки и отпуска | 47–52 | отпуск 580 C, 2 ч | HRC | ГОСТ 9013 |
| Теплостойкость (сохранение твёрдости) | 42 | нагрев 620 C, 4 ч | HRC | ГОСТ 9013 |
| Ударная вязкость KCU | 25–35 | после отпуска 580 C | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Твёрдость в поставке | 217–255 | отожжённое состояние | HB | ГОСТ 9012 |
| Прокаливаемость | до 80 | критический диаметр в масле | мм | ГОСТ 5657 |
Сортамент и размеры
- Толщина полосы — 6–60 мм, ширина — 40–200 мм, длина — 1000–4000 мм.
- Предельные отклонения по толщине — по ГОСТ 4405 (класс В) или по ТУ производителя.
- Кривизна на 1 м длины — не более 3 мм для полос толщиной до 20 мм.
- Косина реза — не более 5 мм при ширине до 100 мм.
- Поставка — без термической обработки, отожжённая или нормализованная.
Области применения
Полоса 5Х3В3МФС применяется для изготовления:
- вырубных и гибочных штампов холодной листовой штамповки толщиной до 4 мм;
- пуансонов и матриц горячештамповочных молотов и прессов с усилием до 25 МН;
- вставок пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов;
- ножей горячей резки сортового проката на станах 450–850;
- инструмента для прошивки и высадки в кузнечно-прессовых цехах.
Эксплуатационная стойкость полосы в штампах горячей штамповки — 8–15 тыс. циклов до перешлифовки при температуре контактной поверхности 550–600 C. В условиях холодной штамповки легированных сталей стойкость достигает 80–120 тыс. ударов.
Обработка и сварка
Механическая обработка в отожжённом состоянии — точение твёрдосплавным инструментом (группа P25–P35), фрезерование, строгание. Шлифование после закалки — кругами из электрокорунда белого 24А или 25А. Сварка не рекомендуется из-за склонности к образованию холодных трещин; при необходимости ремонта применяется предварительный подогрев 350–400 C и последующая термообработка.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается после стандартной термообработки полосы 5Х3В3МФС?
После закалки с 1020–1060 C и отпуска при 560–600 C твёрдость составляет 47–52 HRC. При повышении температуры отпуска до 620 C твёрдость снижается до 42–45 HRC, но возрастает ударная вязкость.
Чем отличается 5Х3В3МФС от 5Х3В3МФ?
Наличие кремния (0,6–1,0 %) в 5Х3В3МФС повышает теплостойкость и прокаливаемость. Сталь 5Х3В3МФ без кремния уступает по устойчивости к отпуску при 600–620 C.
Для каких штампов рекомендуется полоса 5Х3В3МФС?
Для горячештамповочного инструмента: молотовых штампов, прессовых вставок, ножей горячей резки. В холодной штамповке применяется при вырубке листа толщиной до 4 мм.
Какой режим отжига применяется для снятия напряжений?
Изотермический отжиг при 840–860 C с выдержкой 2–3 ч, охлаждение до 720–740 C, выдержка 3–4 ч, далее — медленное охлаждение до 500 C. Твёрдость после отжига — 217–255 HB.
