Квадрат из конструкционной стали 6ХВ2С: сортовой прокат для ударно-штамповой оснастки
Квадрат из конструкционной стали 6ХВ2С — горячекатаный или кованый сортовой прокат сплошного квадратного сечения, изготовленный из инструментальной штамповой стали перлитного класса. Марка 6ХВ2С по ГОСТ 5950 содержит 0,6 % углерода, до 2 % хрома, до 2 % вольфрама и до 1 % кремния; именно кремний в сочетании с вольфрамом обеспечивает повышенную теплостойкость и устойчивость к разупрочнению при циклическом нагреве. Квадрат поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и последующую закалку под инструмент.
В отличие от валковой стали 60Х2СМФ или подшипниковой ШХ15, прокат из 6ХВ2С ориентирован на изготовление рабочих деталей, испытывающих ударные нагрузки при температуре контактных поверхностей до 400–450 C. Квадратное сечение удобно для фрезерования пазов, вырубных матриц и пуансонов с прямолинейными рабочими кромками, где не требуется круглый профиль.
Сортамент и технические параметры
Квадрат выпускают со стороной от 20 до 200 мм по ГОСТ 2591 и ГОСТ 5950. Для крупных сечений применяют кованую заготовку с последующей нормализацией. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины, скручивание по граням — не более 2 на 1 м. Поставка — мерная, немерная и кратная длина; для штампового производства чаще берут мерную длину 3–6 м.
| Сторона квадрата, мм | Допуск, мм | Твёрдость поставки, HB | Температура закалки, C | Типовая оснастка |
|---|---|---|---|---|
| 30 | +0,4 / –0,8 | 217–255 | 860–880 | вырубные пуансоны |
| 50 | +0,5 / –1,0 | 217–255 | 860–880 | обоймы штампов |
| 80 | +0,6 / –1,3 | 217–255 | 870–890 | молотовые вставки |
| 120 | +0,8 / –1,8 | 217–255 | 870–890 | крупные матрицы |
| 160 | +1,0 / –2,0 | 217–255 | 880–900 | штамповые блоки |
Термообработка и механические свойства
Закалка проводится с 860–900 C в масле, отпуск — при 200–580 C в зависимости от требуемого сочетания твёрдости и вязкости. После низкого отпуска (200–250 C) достигается твёрдость 58–61 HRC при пределе прочности до 2200 МПа; после высокого отпуска (540–580 C) твёрдость снижается до 44–48 HRC, но ударная вязкость KCU возрастает до 30–40 Дж/см. Такое сочетание критично для молотовых штампов, работающих при многократных ударах.
- Предел прочности после закалки и низкого отпуска — 2000–2200 МПа.
- Предел текучести — не менее 1600 МПа.
- Ударная вязкость KCU при 48 HRC — 30–40 Дж/см.
- Теплостойкость (сохранение 55 HRC) — до 400 C.
- Прокаливаемость — сквозная до сечения 80–100 мм в масле.
- Склонность к отпускной хрупкости — умеренная, требует контроля скорости охлаждения после высокого отпуска.
Области применения
Квадрат из 6ХВ2С применяют в кузнечно-штамповочном производстве, инструментальных цехах и ремонтных службах металлургических комбинатов. Из него изготавливают вырубные и гибочные штампы холодной и горячей деформации, ножи для резки металла на пресс-ножницах, вставки молотовых штампов, а также детали, работающие в условиях знакопеременных ударных нагрузок.
- Вырубные матрицы и пуансоны листоштамповочных прессов.
- Вставки и хвостовики паровоздушных молотов.
- Ножи гильотинных ножниц для проката.
- Обоймы и держатели горячештампового инструмента.
- Правльные ролики и детали правильных машин.
- Заготовки для дорнов и оправок прошивных станов.
Обрабатываемость и технологические особенности
В отожжённом состоянии сталь 6ХВ2С удовлетворительно обрабатывается твердосплавным инструментом на скоростях 80–120 м/мин. После закалки обработка возможна только шлифованием; для электроэрозионной резки кромок применяют проволочные станки. При сварке требуется подогрев до 300–350 C и последующая термообработка, поскольку локальный нагрев вызывает образование мартенсита и трещин.
Вопросы и ответы
Чем квадрат из 6ХВ2С отличается от проката из 5ХНМ?
6ХВ2С содержит вольфрам и кремний, что повышает теплостойкость до 400–450 C, тогда как 5ХНМ сохраняет твёрдость лишь до 300–350 C. При этом 5ХНМ обладает более высокой ударной вязкостью в крупных сечениях.
Какая твёрдость достигается после закалки квадрата сечением 80 мм?
При закалке с 870–890 C в масле и отпуске 200 C твёрдость составляет 58–61 HRC по всему сечению; прокаливаемость обеспечивает сквозную закалку до 80–100 мм.
Можно ли использовать квадрат 6ХВ2С для холодновысадочного инструмента?
Да, при отпуске на 44–48 HRC материал применяют для обойм и вставок холодновысадочных автоматов, где требуется сочетание прочности и вязкости.
Какой отпуск выбирают для молотовых вставок?
Для молотовых вставок назначают высокий отпуск при 540–580 C, что даёт 44–48 HRC и ударную вязкость 30–40 Дж/см, предотвращающую выкрашивание при ударах.
