Поковки из инструментальной стали 4Х5МФС в Минске

Поковки из инструментальной стали 4Х5МФС — штамповые заготовки для горячего деформирования

Поковки из инструментальной стали 4Х5МФС — это кузнечные заготовки, предназначенные для изготовления молотовых и прессовых штампов горячей штамповки, вставок, обойм, пуансонов и других элементов оснастки, работающих в условиях циклических теплосмен и интенсивного износа. Материал относится к группе теплостойких штамповых сталей повышенной вязкости и легирован хромом, молибденом, ванадием и кремнием, что обеспечивает комплекс эксплуатационных свойств, недостижимый для углеродистых инструментальных составов.

Химический состав стали 4Х5МФС регламентирован ГОСТ 5950-2000 и характеризуется содержанием углерода 0,37–0,44%, хрома 4,5–5,5%, молибдена 1,2–1,5%, ванадия 0,3–0,5% и кремния 0,8–1,2%. Такое сочетание легирующих элементов формирует структуру сорбита отпуска после полного цикла термической обработки и обеспечивает красностойкость до 550–600 C. Поковки из 4Х5МФС поставляются в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 241 HB, что позволяет выполнять механическую обработку резанием на стандартном станочном парке до окончательной закалки.

Технологические параметры ковки и термообработки

Ковка заготовок из 4Х5МФС выполняется в интервале температур 1180–850 C с обязательным медленным охлаждением после деформации для предотвращения флокенообразования и трещинообразования. Учитывая склонность стали к обезуглероживанию при высокотемпературном нагреве, кузнечные операции проводят с минимальной выдержкой в печи и применением защитных атмосфер. После ковки заготовки подвергают изотермическому отжигу по режиму: нагрев до 850–870 C, выдержка, охлаждение до 720–740 C со скоростью 30–40 C/ч, последующее замедленное охлаждение до 500 C.

Окончательная термическая обработка поковок включает закалку от 1020–1040 C в масле или среде с давлением 2–5 бар и двукратный отпуск при 540–580 C. Достигаемая твёрдость составляет 44–48 HRC при ударной вязкости KCU не менее 39 Дж/см. Для ответственных штампов, эксплуатируемых при ударных нагрузках, применяют отпуск при 580–620 C, снижающий твёрдость до 38–42 HRC, но повышающий теплостойкость и сопротивление разгарным трещинам.

Эксплуатационные характеристики и области применения

Поковки из стали 4Х5МФС востребованы при производстве оснастки для молотовых штампов, кривошипных горячештамповочных прессов, горизонтально-ковочных машин и ГКМ. Из них изготавливают:

• вставки и цельнокованые штампы для горячей объёмной штамповки поковок из конструкционных и легированных сталей;
• пуансоны, выталкиватели и матрицы для высадки крепежа на холодновысадных автоматах;
• формы и дорны для прессования алюминиевых и медных сплавов;
• ножи и вставки для горячей резки металла;
• обоймы и бандажи составных штампов, воспринимающие растягивающие напряжения.

Работоспособность инструмента из 4Х5МФС определяется сочетанием высокой прокаливаемости (до 150–200 мм в сечении), сопротивления разгарным трещинам и достаточной износостойкостью при температурах поверхности до 600 C. Материал сохраняет твёрдость не ниже 35 HRC после длительной выдержки при 580 C, что критично для штампов, работающих в непрерывном цикле на автоматизированных линиях горячей штамповки.

Сортамент и контроль качества поковок

Поковки из 4Х5МФС поставляются в виде круглых, квадратных и прямоугольных заготовок, а также поковок сложной конфигурации с припусками под механическую обработку по ГОСТ 7829-70 или по согласованным чертежам. Контроль качества включает проверку химического состава, макроструктуры, отсутствия усадочных раковин и флокенов, а также ультразвуковой контроль сплошности по классу 1–2 ГОСТ 24507-80.

При заказе поковок из 4Х5МФС необходимо указывать группу контроля, степень уковки (не менее 3:1 для ответственных штампов), а также требования к направлению волокна макроструктуры. Для штампов, работающих с интенсивным охлаждением водовоздушной смесью, рекомендуется дополнительный контроль стойкости к термической усталости на образцах-свидетелях из той же плавки.

Вопросы и ответы