Инструментальный квадрат У10А: конструкционная инструментальная сталь для ударно-штампового инструмента
Инструментальный квадрат У10А — горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения из углеродистой инструментальной стали марки У10А по ГОСТ 1435-99. Квадрат поставляется в виде прутков с размером стороны 8–80 мм, с предельным отклонением по ГОСТ 2591-2006 (обычная точность В, повышенная Б). Сталь У10А — качественная углеродистая инструментальная сталь, содержащая 0,95–1,09 % углерода, с ограниченным содержанием серы (не более 0,018 %) и фосфора (не более 0,025 %). Такое сочетание обеспечивает высокую твёрдость после закалки — 62–64 HRC — при сохранении достаточной вязкости для восприятия ударных нагрузок.
Технические характеристики и режимы термообработки
Инструментальный квадрат У10А применяется преимущественно в состоянии поставки с последующей механической обработкой и термообработкой у потребителя. Ключевые параметры:
- Температура закалки — 770–800 C, охлаждающая среда — вода или водный раствор полимера.
- Температура отпуска — 160–200 C (низкий отпуск) для максимальной твёрдости; 200–300 C для повышения ударной вязкости.
- Твёрдость после закалки и низкого отпуска — 62–64 HRC.
- Температура ковки — 1050–1100 C, окончание ковки — не ниже 800 C.
- Критическая точка Ac1 — 730 C, Acm — 800 C.
- Теплопроводность при 20 C — около 42 Вт/(мК).
Сортамент и размеры квадрата У10А
Квадрат инструментальный У10А выпускается в соответствии с ГОСТ 1435-99 и ГОСТ 2591-2006. Стандартный сортамент охватывает размеры стороны от 8 до 80 мм. По длине прутки поставляются немерной длины 2–6 м, мерной и кратной мерной длины. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины для обычной точности. Для крупных сечений (свыше 50 мм) допускается поставка в термообработанном (отожжённом) состоянии с твёрдостью не более 217 HB, что облегчает механическую обработку резанием.
| Размер стороны, мм | Предельное отклонение, мм | Твёрдость в состоянии поставки, HB | Твёрдость после закалки, HRC | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| 10 | +0,3 / –0,3 | не более 187 | 62–64 | Слесарные зубила, кернеры |
| 20 | +0,4 / –0,4 | не более 197 | 62–64 | Пробойники, пуансоны малых размеров |
| 32 | +0,5 / –0,5 | не более 207 | 61–63 | Штампы холодной листовой штамповки |
| 50 | +0,6 / –0,6 | не более 217 | 60–62 | Ножи гильотинных ножниц, матрицы |
| 80 | +0,8 / –0,8 | не более 217 | 59–61 | Крупные штампы, наковальни молотов |
Области применения
Инструментальный квадрат У10А востребован в следующих производственных операциях:
- Изготовление ударного инструмента: зубила, бородки, кернеры, обжимки для слесарных и кузнечных работ.
- Штамповый инструмент холодной деформации: пуансоны, матрицы, вырубные ножи для листовой штамповки толщиной до 4 мм.
- Режущий инструмент для деревообработки: фрезы, стамески, ножи строгальных станков.
- Металлорежущий инструмент малых скоростей: метчики, развёртки, плашки для ручной обработки.
- Детали, работающие на износ без нагрева: направляющие втулки, упоры, фиксаторы в приспособлениях.
- Ножи для гильотинных ножниц и пресс-ножниц при резке сортового проката.
Технологические особенности обработки
Квадрат У10А склонен к образованию карбидной сетки при медленном охлаждении после горячей деформации, что снижает ударную вязкость. Для устранения карбидной неоднородности рекомендуется нормализация при 850–870 C с последующим отжигом при 740–760 C. При механической обработке резанием в отожжённом состоянии сталь У10А обрабатывается твердосплавным инструментом (группа P20–P30) со скоростью резания 80–120 м/мин. Сварка стали У10А ограниченно применима из-за высокого содержания углерода — требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C с последующей термообработкой.
Вопросы и ответы
Чем сталь У10А отличается от У10?
Сталь У10А имеет более жёсткие ограничения по содержанию серы (не более 0,018 %) и фосфора (не более 0,025 %) по сравнению с У10. Это снижает склонность к хрупкому разрушению и повышает однородность свойств после закалки.
Какая твёрдость достигается после закалки квадрата У10А?
После закалки от 770–800 C в воде и низкого отпуска при 160–200 C твёрдость составляет 62–64 HRC. Для сечений свыше 50 мм твёрдость по сечению может снижаться до 59–61 HRC из-за недостаточной прокаливаемости.
Применяется ли квадрат У10А для холодной штамповки?
Да, квадрат У10А используется для изготовления пуансонов и матриц холодной листовой штамповки при толщине материала до 4 мм и умеренных удельных давлениях. Для высоких нагрузок предпочтительны легированные стали Х12МФ или ХВГ.
Какой размер квадрата У10А доступен для поставки?
Стандартный сортамент по ГОСТ 2591-2006 охватывает квадраты со стороной от 8 до 80 мм. Поставка осуществляется прутками немерной длины 2–6 м, а также мерной и кратной мерной длины.
