Поковки из инструментальной стали 5ХВ2С в Минске

Поковки из инструментальной стали 5ХВ2С — штамповый инструмент для горячего деформирования

Поковки из инструментальной стали 5ХВ2С — это заготовки, полученные методом горячей объемной штамповки или свободной ковки и предназначенные для последующей механообработки в детали штамповой оснастки. Сталь 5ХВ2С относится к группе штамповых сталей повышенной теплостойкости и легирована хромом, вольфрамом и кремнием. Основное назначение поковок — изготовление инструмента, работающего в условиях ударных нагрузок и циклического нагрева рабочих поверхностей до 400–500 C.

Химический состав 5ХВ2С регламентирован ГОСТ 5950 и характеризуется содержанием углерода 0,45–0,55%, хрома 1,0–1,3%, вольфрама 2,0–2,5% и кремния 0,5–0,8%. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает после закалки и низкого отпуска твердость 48–52 HRC с сохранением вязкости, необходимой для восприятия знакопеременных нагрузок. Прокаливаемость стали достаточна для сечения поковок до 80–100 мм, что ограничивает применение 5ХВ2С компактным инструментом без крупных перепадов сечений.

Технологические параметры поковок

Ковка стали 5ХВ2С выполняется в интервале температур 1150–800 C. Нагрев заготовок перед деформацией ведется ступенчато с подстуживанием до 850–900 C для снижения риска трещинообразования, обусловленного склонностью стали к обезуглероживанию и повышенной чувствительностью к термическим напряжениям. После ковки поковки подвергаются замедленному охлаждению в колодцах или песках с последующим отжигом на зернистый перлит. Твердость поковок в отожженном состоянии не превышает 229 HB, структура — сорбитообразный перлит без карбидной сетки.

Механические свойства поковок из 5ХВ2С после окончательной термической обработки определяются режимом отпуска. Закалка от 860–880 C в масле с последующим отпуском при 250–300 C дает предел прочности 1650–1850 МПа при ударной вязкости KCU 30–40 Дж/см. Повышение температуры отпуска до 450–500 C снижает прочность до 1350–1450 МПа, но увеличивает теплостойкость инструмента, что актуально для штампов, контактирующих с нагретым металлом.

Номенклатура и геометрические параметры

Поковки из 5ХВ2С поставляются в виде круглых, квадратных и прямоугольных сечений, а также ступенчатых заготовок, приближенных к конфигурации готового инструмента. Масса поковок варьируется от 5 до 500 кг. Допуски на размеры и припуски на механообработку назначаются по ГОСТ 7829 или ГОСТ 7505 в зависимости от класса точности и сложности поковки. Для ответственных штампов рекомендуется заказывать поковки с предварительной обдиркой поверхности для удаления обезуглероженного слоя глубиной до 2–3 мм.

Применение поковок из 5ХВ2С

Поковки из стали 5ХВ2С используются преимущественно для изготовления инструмента горячей штамповки, работающего при умеренных температурах нагрева:

• штампы молотовые и прессовые для горячей объемной штамповки деталей из конструкционных сталей;
• пуансоны, матрицы и вставки для высадки крепежа на горизонтально-ковочных машинах;
• ножи и резцы для горячей резки металла на сортовых станах;
• формы для литья под давлением цинковых сплавов;
• инструмент для гибки и правки нагретых заготовок в кузнечно-прессовых цехах.

Выбор 5ХВ2С вместо более легированных штамповых сталей типа 4Х5МФС оправдан в случаях, когда рабочая температура поверхности инструмента не превышает 450–500 C, а определяющим фактором является повышенная ударная вязкость и сопротивляемость разгарным трещинам при циклическом охлаждении. Поковки из 5ХВ2С также применяются для изготовления дереворежущего инструмента — фрез и ножей, работающих с ударными нагрузками.

Контроль качества поковок

Каждая партия поковок из 5ХВ2С сопровождается сертификатом качества с указанием плавочного химического состава и результатов контроля твердости. По требованию заказчика выполняется ультразвуковой контроль на отсутствие внутренних дефектов — флокенов, усадочной рыхлости и волосовин. Допустимая глубина залегания поверхностных дефектов после ковки не должна превышать фактического припуска на механообработку. Контроль макроструктуры проводится на протравленных темплетах по ГОСТ 10243, оценка балла карбидной сетки — по ГОСТ 5950.

Вопросы и ответы