Инструментальный круг 4ХВ2С в Минске

Инструментальный круг 4ХВ2С — легированная сталь для холодной штамповки

Инструментальный круг 4ХВ2С — это горячекатаный или кованый сортовой прокат круглого сечения из легированной штамповой стали, предназначенный для изготовления инструмента, работающего в условиях интенсивных ударных нагрузок и абразивного износа. Материал относится к группе сталей для холодного деформирования и характеризуется сочетанием высокой твердости, вязкости и сопротивления разупрочнению при нагреве до 400–450 C.

Химический состав 4ХВ2С регламентируется ГОСТ 5950-2000. Основные легирующие элементы — хром (1,25–1,55 %), вольфрам (1,80–2,20 %) и кремний (0,60–0,90 %) — обеспечивают прокаливаемость на глубину до 60–80 мм в сечениях до 150 мм. Углерод в количестве 0,35–0,45 % формирует карбидную фазу, ответственную за износостойкость режущих кромок и рабочих поверхностей. Содержание серы и фосфора ограничено 0,030 % каждого, что гарантирует стабильность механических свойств после термической обработки.

Механические свойства и термообработка

После закалки от 860–880 C в масле и низкого отпуска при 150–200 C твердость инструментального круга 4ХВ2С достигает 61–63 HRC. Для инструмента, работающего с ударными нагрузками, применяют отпуск при 250–320 C, снижающий твердость до 54–58 HRC при сохранении ударной вязкости KCU не менее 35 Дж/см. Отпускная хрупкость второго рода не проявляется благодаря модифицированию стали кремнием.

Предел прочности при растяжении в отожженном состоянии составляет 650–750 МПа, предел текучести — 350–420 МПа. Относительное удлинение — 14–18 %, относительное сужение — 35–45 %. Твердость в состоянии поставки (после отжига) не превышает 229 HB, что обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость резанием на станках с ЧПУ.

Применение инструментального круга 4ХВ2С

Круглый прокат 4ХВ2С используется для производства инструмента, эксплуатируемого при циклических знакопеременных нагрузках и локальном нагреве рабочих зон:

• пуансоны и матрицы холодной объемной штамповки крепежа, гаек, болтов;
• вырубные и пробивные штампы для листового проката толщиной до 6 мм;
• формовочный инструмент для гибки и правки заготовок из конструкционных сталей;
• ролики и валки профилегибочных станов;
• ножи для холодной резки сортового проката и арматуры;
• дорны, выталкиватели и вставки пресс-форм для литья под давлением цинковых сплавов.

Благодаря стабильной прокаливаемости и нечувствительности к перегреву при закалке, материал применяется для инструмента с рабочим сечением до 100–120 мм. Круг 4ХВ2С поставляется в диаметрах от 10 до 200 мм, в том числе в калиброванном виде с допуском h9–h11 для изготовления плунжеров и направляющих колонок без последующей механической обработки.

Технологические особенности обработки

Ковка заготовок из 4ХВ2С выполняется при нагреве до 1100–1150 C с окончанием при 850–900 C. Охлаждение после ковки — замедленное в колодцах или песке для исключения флокенообразования. Отжиг на зернистый перлит проводят при 760–780 C с последующим охлаждением со скоростью 20–30 C/ч до 600 C.

Шлифование закаленного инструмента требует применения кругов на керамической связке с режимами, исключающими прижоги: глубина резания не более 0,01–0,02 мм за проход при обильном охлаждении эмульсией. Электроэрозионная обработка допустима на финишных режимах с последующим удалением переплавленного слоя механическим полированием.

Преимущества перед альтернативными марками

По сравнению с хромистыми сталями типа Х12Ф1, инструментальный круг 4ХВ2С демонстрирует более высокую вязкость при сопоставимой износостойкости, что критично для инструмента с тонкими стенками и острыми кромками. В отличие от быстрорежущих сталей, 4ХВ2С не требует сложной многоступенчатой закалки и допускает нагрев в обычных камерных печах без защитной атмосферы.

Склонность к обезуглероживанию при нагреве выше 900 C требует применения нейтральной атмосферы или упаковки в чугунную стружку при закалке крупных сечений. Для инструмента с высокой чистотой рабочей поверхности рекомендуется предварительная механическая обработка с припуском 1,5–2,0 мм на сторону под финишное шлифование после термообработки.

Вопросы и ответы