Поковки из инструментальной стали 5ХНВ в Минске

Поковки из инструментальной стали 5ХНВ: молотовые штампы и пресс-формы горячего деформирования

Поковки из инструментальной стали 5ХНВ — кованые заготовки из хромоникельвольфрамовой стали перлитного класса, предназначенной для изготовления молотовых штампов, штампов горизонтально-ковочных машин и пресс-форм горячего деформирования. Сталь 5ХНВ содержит 0,50–0,60 % углерода, 0,50–0,80 % кремния, 0,50–0,80 % марганца, 0,60–0,90 % хрома, 1,40–1,80 % никеля и 0,50–0,80 % вольфрама. Такое легирование обеспечивает сочетание повышенной теплостойкости, прокаливаемости и ударной вязкости при рабочих температурах контактной поверхности штампа до 600 C.

Кованые заготовки получают методом свободной ковки слитков или проката с последующей термической обработкой. Поковки поставляются в виде кубиков, цилиндров, плит и прямоугольных брусков с припусками под механическую обработку. Ковка выполняется при температуре 1180–850 C с обязательной проработкой осевой зоны для устранения ликвационной неоднородности и повышения плотности металла. После ковки заготовки подвергают отжигу при 760–780 C с охлаждением со скоростью не более 30 C/ч до твёрдости 217–241 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготавливает структуру к окончательной термической обработке.

Технические характеристики поковок из стали 5ХНВ

Области применения

• Молотовые штампы для горячей объёмной штамповки поковок из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей на паровоздушных и пневматических молотах.
• Штампы горизонтально-ковочных машин (ГКМ) для производства поковок типа колец, фланцев, крестовин и ступиц в автомобилестроении и сельхозмашиностроении.
• Пресс-формы для литья под давлением алюминиевых и магниевых сплавов на машинах с усилием запирания 250–4000 т.
• Штампы для горячей штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) усилием 1000–8000 тс.
• Инструмент для прошивки и высадки в производстве бесшовных труб на трубопрокатных агрегатах.
• Крупногабаритные вставки и блоки штампов для прессов горячего деформирования в металлургическом производстве.

Термическая обработка и эксплуатационные свойства

Окончательная термическая обработка поковок из 5ХНВ включает закалку в масле с температуры 840–860 C и последующий двух- или трёхкратный отпуск при 480–560 C. Двукратный отпуск необходим для полного распада остаточного аустенита и стабилизации размеров штампа в процессе эксплуатации. После термообработки твёрдость рабочей поверхности составляет 42–48 HRC при сохранении сердцевины с твёрдостью 35–40 HRC, что обеспечивает сопротивление ударным нагрузкам и термоциклированию.

Сталь 5ХНВ сохраняет работоспособность при температуре контактной поверхности штампа до 600 C. Введение вольфрама повышает температуру начала разупрочнения при отпуске и увеличивает сопротивление пластической деформации при горячем деформировании. Никель в составе стали повышает прокаливаемость и ударную вязкость, что критично для штампов крупных сечений, работающих на молотах с энергией удара свыше 50 кДж.

Поковки из 5ХНВ применяются в условиях циклического нагружения с числом циклов до 10–10 без потери геометрии рабочей полости. Стойкость штампов зависит от качества кованой заготовки: наличие неметаллических включений, ликвационных зон и не проработанной осевой рыхлости сокращает ресурс инструмента в 2–3 раза. Поэтому при приёмке поковок контролируют макроструктуру, ультразвуковую плотность и отсутствие флокенов.

Вопросы и ответы