Металлические отливки 85Х4М5Ф2В6Л в Минске


Металлические отливки 85Х4М5Ф2В6Л: инструментальная штамповая сталь для горячего деформирования

Металлические отливки 85Х4М5Ф2В6Л — литые заготовки из легированной инструментальной стали мартенситного класса, предназначенной для изготовления инструмента горячего деформирования. Марка 85Х4М5Ф2В6Л содержит 0,85 % углерода, 4 % хрома, 5 % молибдена, 2 % ванадия и 6 % вольфрама; индекс «Л» указывает на литейное происхождение металла. Такое сочетание карбидообразующих элементов обеспечивает высокую теплостойкость (красностойкость) — способность сохранять твёрдость при нагреве до 600–650 C в зоне контакта с горячим металлом.

Отливки получают литьём по выплавляемым моделям или в керамические формы с последующей термической обработкой. Литая структура характеризуется карбидной неоднородностью, которую снижают гомогенизирующим отжигом при 1050–1100 C и последующей нормализацией. Заготовки поставляют в отожжённом состоянии с твёрдостью 220–270 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием при изготовлении окончательного профиля инструмента.

Химический состав и механические свойства

Легирование вольфрамом и молибденом формирует сложные карбиды типа M6C и M2C, устойчивые к коагуляции при рабочих температурах. Ванадий повышает износостойкость за счёт карбидов VC, а хром обеспечивает прокаливаемость и вторичное твердение при отпуске.

ПараметрЗначениеПараметрЗначениеУсловия
Твёрдость после закалки62–64 HRCТемпература закалки1180–1220 Cмасло, ступенчато
Твёрдость после отпуска58–61 HRCТемпература отпуска540–580 C2–3-кратный
Предел прочности в1900–2100 МПаУдарная вязкость KCU18–25 Дж/смпосле отпуска
Теплостойкость600–650 CТвёрдость при 600 C48–52 HRCгорячая осадка
Плотность8,1–8,3 г/смТемпература эксплуатациидо 680 Cкратковременно

Области применения литых заготовок

Отливки 85Х4М5Ф2В6Л применяют там, где требуется сочетание теплостойкости и износостойкости при ударных нагрузках. Литейная технология позволяет получать фасонные заготовки с минимальным припуском, что сокращает механическую обработку.

  • Штампы горячей объёмной штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) усилием 16–63 МН.
  • Молотовые штампы для деформирования жаропрочных сплавов на паровоздушных молотах.
  • Матрицы и пуансоны прессов для выдавливания медных и алюминиевых профилей.
  • Ножи горячей резки сортового проката на станах 500–850.
  • Инструмент прошивных и раскатных станов трубопрокатных агрегатов.
  • Вставки пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов.

Термическая обработка и эксплуатационные ограничения

Режим термической обработки литых заготовок включает предварительный отжиг для устранения ликвации, закалку с температуры 1180–1220 C в масле и многократный отпуск при 540–580 C. Двух- или трёхкратный отпуск необходим для превращения остаточного аустенита и стабилизации размеров инструмента. После отпуска проводят низкотемпературную обработку при –70…–80 C для снижения содержания остаточного аустенита до 3–5 %.

Эксплуатационные ограничения связаны с литой структурой: наличие карбидной сетки и пористости снижает сопротивление хрупкому разрушению по сравнению с деформированным металлом. Для ответственных штампов применяют отливки с последующей ковкой или используют их в качестве заготовок для электрошлакового переплава. При работе в условиях интенсивного охлаждения водой возможно образование термических трещин, поэтому рекомендуется подогрев инструмента до 200–300 C перед началом работы.

Контроль качества и стандарты

Качество отливок регламентируется техническими условиями предприятия-изготовителя и отраслевыми стандартами. Контролируют химический состав методом спектрального анализа, макроструктуру на наличие усадочных раковин и пористости, твёрдость после термической обработки. Для ответственных отливок проводят ультразвуковую дефектоскопию и испытания на ударную вязкость образцов из приливов.

Вопросы и ответы

Чем литые заготовки 85Х4М5Ф2В6Л отличаются от деформированных?

Литая структура имеет карбидную неоднородность и остаточную пористость, что снижает ударную вязкость на 20–30 % по сравнению с кованым металлом. Однако литьё позволяет получать фасонные заготовки сложной конфигурации с минимальными припусками.

Какая максимальная рабочая температура инструмента из 85Х4М5Ф2В6Л?

Длительная эксплуатация возможна при температуре контактной поверхности до 650 C, кратковременно — до 680 C. При превышении этих значений происходит интенсивный отпуск и падение твёрдости ниже 45 HRC.

Почему применяется многократный отпуск?

Двух- или трёхкратный отпуск при 540–580 C обеспечивает превращение остаточного аустенита в мартенсит отпуска и вторичное твердение за счёт выделения карбидов вольфрама и молибдена. Это стабилизирует размеры штампа и повышает теплостойкость.

Какова твёрдость отливок в состоянии поставки?

Отливки поставляют после отжига с твёрдостью 220–270 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием. Окончательная твёрдость 58–61 HRC достигается после закалки и отпуска у потребителя.