Поковки из инструментальной стали У10 в Минске

Поковки из инструментальной стали У10: характеристики и применение

Поковки из инструментальной стали У10 — это заготовки, полученные горячей объемной штамповкой или свободной ковкой из углеродистой инструментальной стали марки У10. Данный материал относится к группе сталей, предназначенных для изготовления инструмента, работающего в условиях повышенного абразивного износа без значительных ударных нагрузок. Химический состав У10 регламентируется ГОСТ 1435, содержание углерода составляет 0,95–1,09 %, что обеспечивает после термической обработки высокую твердость и износостойкость рабочих поверхностей.

Технологические особенности производства поковок из У10

Ковка стали У10 выполняется в интервале температур 1180–800 C. Нагрев заготовок перед деформацией должен быть равномерным, поскольку склонность стали к перегреву и обезуглероживанию требует строгого контроля температурного режима в камерных или индукционных нагревательных установках. Охлаждение поковок после ковки производится замедленно, в термостатах или горячем песке, для предотвращения образования закалочных трещин и снижения внутренних напряжений. Для улучшения обрабатываемости резанием и подготовки структуры к окончательной закалке поковки из У10 подвергают изотермическому отжигу на зернистый перлит, обеспечивающий твердость не более 197 HB.

Кованые заготовки из У10 отличаются более плотной макроструктурой по сравнению с прокатом: уковка способствует проработке осевой зоны, измельчению карбидной сетки и повышению механических свойств вдоль направления волокна. Это критично для инструмента, воспринимающего знакопеременные нагрузки.

Механические свойства после термической обработки

Основные эксплуатационные характеристики поковки из стали У10 реализуются после закалки и низкого отпуска. Закалка проводится с температуры 760–780 C в воду или 5–10 %-ный водный раствор поваренной соли, что обеспечивает твердость 62–64 HRC. Для снижения хрупкости и снятия напряжений применяют низкий отпуск при 150–200 C. В отдельных случаях, когда требуется повышенная вязкость, используют изотермическую закалку в расплавах солей при 150–200 C.

Применение поковок из стали У10

Кованые заготовки из У10 востребованы в производстве инструмента и деталей машин, работающих на износ в условиях отсутствия интенсивных ударных нагрузок. Основные области использования:

• измерительный инструмент — калибры, шаблоны, скобы, работающие при температуре не выше 100 C;
• режущий инструмент — метчики, плашки, развертки, зенкеры для обработки мягких металлов и древесины;
• штамповый инструмент — пуансоны и матрицы для холодной вырубки листовых материалов толщиной до 2 мм;
• детали технологической оснастки — направляющие втулки, оправки, ролики правильных машин;
• слесарно-монтажный инструмент — кернеры, бородки, шаберы, ножи для холодной резки.

Поковки из У10 применяются в машиностроении при изготовлении деталей металлорежущих станков — ходовых винтов, червяков, работающих в паре с бронзовыми гайками. В деревообрабатывающей промышленности из кованых заготовок изготавливают ножи фрезерных головок и пильные полотна. Для повышения ресурса работы инструмента, подвергающегося абразивному изнашиванию, допускается поверхностная закалка ТВЧ с нагревом до 820–850 C.

Преимущества поковок перед прокатом

Выбор поковок из стали У10 вместо сортового проката обоснован в следующих случаях:

• конфигурация детали имеет значительный перепад сечений, требующий приближения формы заготовки к готовой детали;
• необходимо обеспечить направленность волокна металла по контуру будущего инструмента;
• требуется повышенная плотность металла в рабочих зонах, достигаемая уковкой;
• диаметр или толщина заготовки превышают сортамент горячекатаного проката;
• нужна штучная заготовка с гарантированным отсутствием усадочной рыхлости в осевой зоне.

Поковки из У10 поставляются в термически обработанном состоянии (отожженными) с ободранной или обточенной поверхностью. Контроль качества включает проверку химического состава, твердости, макроструктуры и отсутствия поверхностных дефектов — заковов, трещин, плен. Допускаемые отклонения размеров и припуски на механическую обработку регламентируются ГОСТ 7829 и ГОСТ 7062 в зависимости от класса точности поковки.

Вопросы и ответы