Поковки из инструментальной стали 5Х3В3МФС в Минске

Поковки из инструментальной стали 5Х3В3МФС: штамповый инструмент горячего деформирования

Поковки из инструментальной стали 5Х3В3МФС — кованые заготовки из теплостойкой штамповой стали мартенситного класса, легированной хромом, вольфрамом, молибденом, ванадием и кремнием. Сталь 5Х3В3МФС применяется для изготовления инструмента горячего деформирования: молотовых и прессовых штампов, матриц, пуансонов, вставок и подкладных плит, работающих при температурах контактных поверхностей до 600–650 C. Поковки получают методом свободной ковки или ковки в подкладных штампах с последующей термической обработкой — отжигом на зернистый перлит для обеспечения обрабатываемости резанием.

Химический состав и легирующие элементы

Химический состав стали 5Х3В3МФС регламентируется отраслевыми стандартами и ТУ; массовые доли основных элементов:

• Углерод (C) — 0,50–0,60 %
• Хром (Cr) — 2,80–3,50 %
• Вольфрам (W) — 2,50–3,50 %
• Молибден (Mo) — 0,60–1,00 %
• Ванадий (V) — 0,40–0,70 %
• Кремний (Si) — 0,60–1,00 %

Вольфрам и молибден обеспечивают устойчивость мартенсита к отпуску и сопротивление разупрочнению при циклическом нагреве. Ванадий формирует карбиды VC и VC, повышающие износостойкость и препятствующие росту зерна при нагреве под закалку. Кремний увеличивает теплостойкость и твёрдость после отпуска. Сера и фосфор — не более 0,030 % каждого.

Механические свойства поковок после термической обработки

Типовая термическая обработка: закалка от 1040–1080 C в масле или на воздухе, отпуск при 560–620 C (двух- или трёхкратный). После такой обработки достигаются следующие характеристики:

Технология ковки и режимы обработки

Нагрев заготовок под ковку проводят до 1150–1180 C с выдержкой, обеспечивающей равномерный прогрев по сечению. Ковку завершают при температуре не ниже 850 C во избежание образования поверхностных трещин. Охлаждение поковок после ковки — замедленное (в термостатах, ямах с песком или печах), что предотвращает флокенообразование и трещины. Степень уковки для ответственных штампов — не менее 4–5.

После ковки поковки подвергают отжигу при 840–860 C с медленным охлаждением до 500 C и далее на воздухе. Твёрдость после отжига — 220–260 HB, что обеспечивает механическую обработку резанием на станках с ЧПУ, включая фрезерование и электроэрозионную обработку.

Области применения

• Молотовые штампы для горячей объёмной штамповки на паровоздушных и пневматических молотах
• Матрицы и пуансоны кривошипных горячештамповочных прессов (КГШП)
• Вставки и сменные детали штампов для прессования алюминиевых и медных сплавов
• Инструмент для прошивки, вырубки и обрезки облоя в линиях горячей штамповки
• Ножи горячей резки проката на сортовых станах и МНЛЗ
• Детали пресс-форм для литья под давлением медных сплавов

Контроль качества и неразрушающий контроль

Поковки из стали 5Х3В3МФС подвергают ультразвуковому контролю (УЗК) по ГОСТ 24507 для выявления внутренних дефектов — раковин, флокенов, трещин. Допускаемые размеры дефектов регламентируются группой качества поковки. Также проводят контроль макроструктуры травлением темплетов и определение твёрдости по сечению. Для ответственных штампов выполняют испытания на стойкость при циклическом термомеханическом нагружении.

Вопросы и ответы