Поковки из инструментальной стали 9ХФ в Минске


Поковки из инструментальной стали 9ХФ: кованые заготовки для холодной деформации и режущего инструмента

Поковки из инструментальной стали 9ХФ — горячедеформированные заготовки, получаемые ковкой слитков или проката марки 9ХФ по ГОСТ 5950. Сталь 9ХФ — легированная инструментальная сталь перлитного класса, содержащая около 0,9 % углерода и легированная хромом (0,4–0,7 %) и ванадием (0,15–0,3 %). Ванадий обеспечивает измельчение зерна и повышает теплостойкость, хром увеличивает прокаливаемость. Поковки применяют для изготовления инструмента, работающего при умеренном нагреве и высоких контактных нагрузках.

Технические характеристики поковок из стали 9ХФ

Кованые заготовки из 9ХФ поставляются в виде цилиндрических поковок, брусков, плит и фасонных заготовок. Ковка выполняется при температуре 1180–850 C с последующим отжигом. Твёрдость после отжига — 187–217 HB. После закалки (840–860 C, масло) и отпуска (150–200 C) достигается твёрдость 62–64 HRC. Прокаливаемость — до 40–50 мм в диаметре. Поковки проходят ультразвуковой контроль по ГОСТ 24507 и контроль макроструктуры.

ПараметрЗначениеУсловиеМетод контроляНорматив
Массовая доля углерода0,85–0,95 %плавкаспектральный анализГОСТ 5950
Твёрдость после отжига187–217 HBпоставкапо БринеллюГОСТ 9012
Твёрдость после закалки и отпуска62–64 HRC840–860 C, масло; отпуск 150–200 Cпо РоквеллуГОСТ 9013
Прокаливаемостьдо 40–50 ммторцевая закалкаметод торцевой закалкиГОСТ 5657
Ударная вязкость 20 Дж/смпосле отпуска 200 Cпо ШарпиГОСТ 9454
Температура ковки1180–850 Cначало–конец ковкитермопаратехпроцесс

Технологические особенности кованых заготовок

Ковка слитков 9ХФ обеспечивает заварку внутренних дефектов литой структуры, дробление карбидной сетки и устранение дендритной ликвации. Степень уковки для ответственных поковок — не менее 4–5. Ванадий в составе стали 9ХФ тормозит рост аустенитного зерна при нагреве под закалку, что позволяет получать мелкозернистую структуру мартенсита с равномерно распределёнными карбидами. Это критично для инструмента, работающего с ударными нагрузками.

Поковки из 9ХФ подвергаются изотермическому отжигу при 740–760 C для получения структуры зернистого перлита, обеспечивающей обрабатываемость резанием и подготовку к закалке. Обезуглероженный слой удаляется механической обработкой; допустимая глубина обезуглероживания для поковок — не более 0,5 мм на сторону.

Области применения

  • Режущий инструмент: метчики, развёртки, фрезы, пилы по дереву и металлу, работающие при нагреве до 200–250 C.
  • Инструмент холодной деформации: пуансоны, матрицы вырубных штампов, ножи гильотинных ножниц для листовой стали.
  • Деревообрабатывающий инструмент: фрезы, ножевые валы, строгальные ножи.
  • Измерительный и вспомогательный инструмент: калибры, центры, оправки.
  • Заготовки для штампового инструмента в кузнечно-прессовом производстве.
  • Детали, работающие на износ: плунжеры, втулки, направляющие.

Термическая обработка поковок

Закалка поковок из 9ХФ проводится в масле с температуры 840–860 C. Отпуск при 150–200 C обеспечивает максимальную твёрдость 62–64 HRC при сохранении достаточной вязкости. Для инструмента, работающего с нагревом, применяется отпуск при 250–300 C, снижающий твёрдость до 56–58 HRC, но повышающий теплостойкость. Нагрев под закалку рекомендуется в соляных ваннах или защитной атмосфере для предотвращения обезуглероживания.

Вопросы и ответы

Какая твёрдость достигается у поковок из стали 9ХФ после термической обработки?

После закалки в масле с 840–860 C и отпуска при 150–200 C твёрдость составляет 62–64 HRC. При отпуске 250–300 C твёрдость снижается до 56–58 HRC.

Чем отличается сталь 9ХФ от 9ХС?

Сталь 9ХФ содержит ванадий вместо кремния. Ванадий измельчает зерно и повышает теплостойкость, тогда как кремний в 9ХС увеличивает прокаливаемость. 9ХФ предпочтительна для инструмента с ударными нагрузками.

Какой минимальный коэффициент уковки нормируется для поковок из 9ХФ?

Для ответственных поковок коэффициент уковки составляет не менее 4–5, что обеспечивает заварку дефектов литой структуры и дробление карбидной сетки.

Применяется ли сталь 9ХФ для холодновысадочного инструмента?

Да, поковки из 9ХФ используются для пуансонов и матриц холодной высадки благодаря сочетанию твёрдости 62–64 HRC и ударной вязкости не менее 20 Дж/см.