Инструментальный круг 4Х5МФ1С: штамповая сталь для горячего деформирования
Инструментальный круг 4Х5МФ1С — горячекатаный или кованый пруток круглого сечения из штамповой стали марки 4Х5МФ1С (аналог DIN 1.2344, AISI H13) по ГОСТ 5950-2000. Материал относится к классу теплостойких штамповых сталей, легированных хромом, молибденом и ванадием, и предназначен для изготовления инструмента горячего деформирования, работающего при температурах контактной поверхности до 600 C. Круг поставляется в термически обработанном состоянии (отжиг) с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием при изготовлении матриц, пуансонов и вставок.
Химический состав и структура
Сталь 4Х5МФ1С содержит 0,32–0,40 % углерода, 4,5–5,5 % хрома, 1,2–1,5 % молибдена и 0,3–0,5 % ванадия. Такое легирование формирует карбидную фазу на основе Cr7C3, Mo2C и VC, обеспечивающую сопротивление разупрочнению при циклическом нагреве. После закалки от 1020–1050 C в масле или горячей среде и отпуска при 560–620 C достигается твёрдость 44–50 HRC при сохранении ударной вязкости KCU не ниже 25 Дж/см.
Сортамент и геометрические параметры
- Диаметр круга — 20–250 мм (горячекатаный), 80–400 мм (кованый)
- Длина прутка — 2–6 м, немерная или мерная
- Кривизна — не более 0,5 % длины для горячекатаного сортамента
- Предельные отклонения диаметра — по ГОСТ 2590 (обычная и повышенная точность)
- Состояние поставки — отожжённый, без обезуглероженного слоя глубже 0,5 мм на сторону
Технологические свойства
Круг 4Х5МФ1С подлежит механической обработке на токарных и фрезерных станках с ЧПУ в отожжённом состоянии. Температура ковки — 1150–850 C с последующим замедленным охлаждением в термостате или песке для предотвращения флокенообразования. Свариваемость ограниченная: требуется предварительный подогрев до 350–400 C и последующая термообработка. Прокаливаемость обеспечивает сквозную закалку сечений до 150 мм.
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость поставки | 217–255 HB | отжиг | по Бринеллю | ГОСТ 5950 |
| Твёрдость после закалки | 44–50 HRC | закалка + отпуск | по Роквеллу | ГОСТ 5950 |
| Температура закалки | 1020–1050 C | нагрев в соляной ванне | термопара | техпроцесс |
| Температура отпуска | 560–620 C | двух- или трёхкратный | термопара | техпроцесс |
| Ударная вязкость KCU | 25 Дж/см | после термообработки | копёр | ГОСТ 9454 |
Области применения
- Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки
- Пресс-формы литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов
- Пуансоны и матрицы горизонтально-ковочных машин
- Ножи горячей резки проката на сортовых станах
- Вставки пресс-форм для экструзии алюминиевого профиля
- Инструмент для гибки и вырубки нагретого металла
Вопросы и ответы
Какой аналог имеет сталь 4Х5МФ1С за рубежом?
Ближайшие зарубежные аналоги — DIN 1.2344 (X40CrMoV5-1), AISI H13, а также марки W.-Nr. 1.2343 и 1.2344 по стандарту EN ISO 4957. Химический состав и уровень теплостойкости сопоставимы, однако допуски по углероду и ванадию могут отличаться.
При какой температуре эксплуатируется инструмент из круга 4Х5МФ1С?
Рабочая температура контактной поверхности инструмента — до 600 C при кратковременных пиковых нагрузках. Длительная эксплуатация выше 620 C приводит к коагуляции карбидов и падению твёрдости ниже 40 HRC.
Требуется ли предварительная термообработка круга перед механической обработкой?
Круг поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 217–255 HB, что достаточно для точения, фрезерования и сверления. Дополнительный отжиг не требуется; окончательная закалка и отпуск выполняются после формообразования.
Какой диаметр круга доступен для изготовления крупногабаритных штампов?
Кованый сортамент охватывает диаметры до 400 мм, что позволяет вырезать заготовки матриц и пуансонов крупных пресс-форм без сварных соединений. Для сечений свыше 150 мм рекомендуется контроль прокаливаемости.
