Штамповая полоса 5Х3В3МФС — инструментальная сталь для горячего деформирования
Штамповая полоса 5Х3В3МФС — это горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения из теплостойкой штамповой стали повышенной вязкости. Материал относится к группе сталей для штампов горячего деформирования, работающих в условиях интенсивного теплового и механического нагружения. Полоса поставляется в состоянии после отжига или высокого отпуска с твердостью не более 241 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на универсальном металлорежущем оборудовании.
Химический состав 5Х3В3МФС регламентирован ГОСТ 5950 и характеризуется содержанием вольфрама на уровне 2,5–3,5%, что формирует высокую красностойкость — способность сохранять твердость при разогреве рабочей кромки до 550–600 C. Легирование хромом (2,5–3,2%) и ванадием (0,6–1,0%) обеспечивает карбидное упрочнение и мелкозернистую структуру после термической обработки. Молибден в составе (0,6–1,0%) повышает прокаливаемость и сопротивление разупрочнению при циклических теплосменах.
Технологические параметры и термообработка
Полоса 5Х3В3МФС предназначена для изготовления инструмента, эксплуатируемого при ударных нагрузках и контакте с нагретым металлом. Оптимальный режим термической обработки включает закалку от 1050–1100 C в масле или расплаве солей с последующим трехкратным отпуском при 540–580 C. После полного цикла термообработки твердость составляет 48–52 HRC, ударная вязкость KCU — не менее 30 Дж/см. Материал склонен к обезуглероживанию при нагреве, поэтому закалку проводят в защитной атмосфере или с применением противокарбюризационных обмазок.
Показатели прочности после термообработки:
- предел прочности при растяжении — 1600–1900 МПа;
- предел текучести — 1400–1600 МПа;
- относительное удлинение — 6–9%;
- относительное сужение — 20–30%;
- теплостойкость по методу вторичной твердости — до 600 C.
Применение полосы 5Х3В3МФС
Из полосы 5Х3В3МФС изготавливают инструмент для горячей объемной штамповки на молотах и кривошипных горячештамповочных прессах. Заготовки раскраиваются на отрезных станках с последующей механической обработкой, что позволяет получать вставки и целиковые штампы сложной конфигурации. Основные области применения:
- вставки и вкладыши штампов горячей штамповки;
- выталкиватели, пуансоны и матрицы для прессования цветных сплавов;
- инструмент для высадки крепежа на горизонтально-ковочных машинах;
- ножи горячей резки и обрезные штампы;
- дорны и оправки для прошивки трубных заготовок.
Материал эффективен при изготовлении инструмента для штамповки конструкционных и нержавеющих сталей, а также жаропрочных сплавов на никелевой основе, когда рабочая температура поверхности штампа достигает 550–600 C. По сравнению со сталью 5ХНМ полоса 5Х3В3МФС демонстрирует в 2–3 раза более высокую стойкость при теплосменах, однако требует более жесткого контроля режимов закалки из-за повышенной чувствительности к перегреву.
Геометрические параметры и поставка
Полоса 5Х3В3МФС поставляется в размерном диапазоне толщиной от 10 до 80 мм и шириной от 20 до 250 мм. Длина проката — от 2 до 6 метров, допускается поставка мерной длины по согласованию с производителем. Предельные отклонения по толщине и ширине соответствуют классу точности Б по ГОСТ 103. Поверхность полосы не должна иметь трещин, закатов, плен и волосовин; допустимы отдельные мелкие дефекты, устраняемые зачисткой.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Состояние поставки | Твердость, HB | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | 20–100 | Отожженная | 241 | Выталкиватели, пуансоны |
| 20–40 | 40–150 | Отожженная | 241 | Вставки штампов |
| 40–80 | 80–250 | Отожженная | 229 | Целиковые штампы, матрицы |
При заказе полосы 5Х3В3МФС необходимо указывать размеры сечения, длину, группу контроля качества и дополнительные требования по макроструктуре. Материал поставляется с документом о качестве, содержащим данные химического анализа и результаты испытаний на твердость. Для инструментальных цехов, оснащенных электроэрозионными станками, полоса может поставляться в предварительно отожженном состоянии с гарантированной обрабатываемостью.
Вопросы и ответы
Чем отличается полоса 5Х3В3МФС от стали 5ХНМ?
5Х3В3МФС содержит вольфрам, ванадий и молибден, что обеспечивает красностойкость до 600 C против 400–450 C у 5ХНМ. Стойкость инструмента из 5Х3В3МФС при горячей штамповке в 2–3 раза выше, но материал требует более строгого соблюдения режимов закалки.
Какая твердость достигается после полной термообработки?
После закалки от 1050–1100 C и трехкратного отпуска при 540–580 C твердость составляет 48–52 HRC. Точное значение зависит от сечения полосы и условий охлаждения при закалке.
В каком состоянии поставляется полоса?
Полоса поставляется в отожженном или высокоотпущенном состоянии с твердостью не более 241 HB. Это обеспечивает обрабатываемость резанием и возможность последующей термической обработки готового инструмента.
Для какого оборудования подходит инструмент из 5Х3В3МФС?
Материал применяется для штампов на молотах, кривошипных горячештамповочных прессах, горизонтально-ковочных машинах, а также для инструмента на гидравлических прессах при деформировании жаропрочных сплавов.
