Поковки из инструментальной стали 9ХС в Минске


Поковки из инструментальной стали 9ХС: кованые заготовки для режущего и измерительного инструмента

Поковки из инструментальной стали 9ХС — горячедеформированные заготовки, получаемые из легированной хромокремнистой стали эвтектоидного класса. Марка 9ХС содержит 0,85–0,95 % углерода, 1,2–1,6 % хрома и 1,2–1,6 % кремния; кремний повышает прокаливаемость и теплостойкость, что отличает материал от углеродистых инструментальных сталей У10, У12. Ковка выполняется при 1180–850 C с последующим замедленным охлаждением в термосах или печах для предотвращения флокенов и трещин. Готовая поковка имеет структуру зернистого перлита с карбидной неоднородностью не выше 2–3 балла по ГОСТ 801.

Нормативная база и типоразмеры

Изготовление регламентируется ГОСТ 5950 (сортамент и химический состав), ГОСТ 1133 (поковки из инструментальной стали), ГОСТ 8479 (общие технические условия на поковки). Предельные отклонения размеров назначаются по группе точности; для штампованных заготовок применяют ГОСТ 7505. Твёрдость после отжига — 187–217 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготавливает структуру к закалке.

  • Поковки круглого сечения диаметром 40–200 мм
  • Квадратные заготовки 50 50 – 180 180 мм
  • Плиты и бруски толщиной 60–250 мм
  • Штампованные поковки под дисковые фрезы и метчики
  • Заготовки под протяжки, развёртки, зенкеры
  • Кованые прутки под холодновысадочный инструмент

Технические характеристики стали 9ХС

ПараметрЗначениеУсловиеМетод контроляЕд. изм.
Твёрдость после отжига187–217поставкаГОСТ 9013HB
Температура закалки860–880нагрев в солитермопараC
Температура отпуска160–200после закалкитермопараC
Твёрдость после термообработки60–64закалка + отпускГОСТ 9013HRC
Прокаливаемостьдо 40критический диаметрГОСТ 5657мм
Ударная вязкость 25после отпускаГОСТ 9454Дж/см

Технологические особенности кованых заготовок

Кремний в составе 9ХС снижает карбидную ликвацию и повышает устойчивость переохлаждённого аустенита, поэтому поковки прокаливаются на глубину до 40 мм в масле. Это позволяет изготавливать из одной заготовки инструмент с рабочей частью большого сечения — дисковые фрезы, червячные модульные фрезы, протяжки. Деформация при ковке прорабатывает литую структуру, дробит карбидную сетку и устраняет осевую пористость, что критично для инструмента, работающего при знакопеременных нагрузках.

Поковки применяют в условиях:

  • резания конструкционных и легированных сталей на зубофрезерных и протяжных станках;
  • обработки отверстий в корпусных деталях на агрегатных линиях;
  • изготовления измерительного инструмента — калибров, пробок, скоб;
  • работы деревообрабатывающего оборудования при ударных нагрузках;
  • холодной штамповки и высадки крепежа.

Контроль качества и дефекты

В поковках нормируются: обезуглероженный слой (не более 0,3 мм на сторону), карбидная неоднородность, наличие флокенов, расслоений и волосовин. Ультразвуковой контроль по ГОСТ 24507 выявляет внутренние несплошности. Отжиг при 790–810 C с изотермической выдержкой при 680–700 C обеспечивает твёрдость в заданном диапазоне и подготовку к механической обработке.

Вопросы и ответы

Чем поковки из 9ХС отличаются от заготовок из ХВГ?

Сталь 9ХС содержит кремний вместо вольфрама, что даёт меньшую стоимость при сопоставимой прокаливаемости до 40 мм. ХВГ сохраняет большую теплостойкость и применяется для инструмента, работающего с нагревом кромки выше 250 C.

Какая твёрдость достигается после закалки поковок 9ХС?

Закалка от 860–880 C в масле с отпуском 160–200 C обеспечивает 60–64 HRC. Для режущего инструмента выбирают верхний диапазон, для измерительного — 58–62 HRC.

Допускается ли сварка поковок из стали 9ХС?

Сварка не рекомендуется из-за склонности к образованию холодных трещин и карбидной неоднородности в зоне термического влияния. При необходимости применяют подогрев до 300–350 C и последующий отжиг.

Какой максимальный диаметр поковки прокаливается насквозь?

Критический диаметр в масле — до 40 мм. Для сечений большего размера прокаливаемость обеспечивается только в поверхностном слое, что учитывают при проектировании инструмента.