Штамповая полоса 7Х3 — инструментальная легированная сталь для холодной обработки металлов давлением
Штамповая полоса 7Х3 — горячекатаный сортовой прокат прямоугольного сечения из инструментальной легированной стали марки 7Х3 (аналог — AISI L2 при соответствующей термообработке). Материал относится к группе штамповых сталей пониженной прокаливаемости и предназначен для изготовления инструмента холодного деформирования, работающего при ударных и знакопеременных нагрузках. Полоса поставляется в состоянии после прокатки или термически обработанной (отожжённой) с твёрдостью не более 241 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на металлорежущих станках.
Химический состав стали 7Х3 регламентирован ГОСТ 5950-2000 и характеризуется содержанием углерода 0,65–0,75 %, хрома 3,0–3,5 %, а также ограниченным содержанием серы и фосфора (не более 0,030 % каждого). Хромистый состав формирует карбидную фазу, повышающую износостойкость рабочих кромок, при этом сталь сохраняет вязкость, необходимую для восприятия ударных нагрузок. Прокаливаемость стали ограничена — сквозная закалка гарантируется для сечений до 30–40 мм, что определяет номенклатуру изготавливаемого инструмента.
Технологические параметры и термообработка
Оптимальный комплекс механических свойств достигается после закалки с температуры 850–880 C в масле или воде с последующим отпуском. Твёрдость после закалки составляет 61–63 HRC, после низкого отпуска при 150–200 C — 58–61 HRC. Для инструмента, работающего с разогревом рабочих поверхностей до 200–250 C, применяется отпуск при 250–400 C, снижающий твёрдость до 48–54 HRC при повышении ударной вязкости. Рекомендуемый режим предварительной нормализации — нагрев до 860–880 C с охлаждением на воздухе.
Полоса 7Х3 поставляется толщиной от 4 до 60 мм и шириной от 20 до 200 мм. Допуски на размеры и кривизну соответствуют ГОСТ 103-2006 для полосовой стали обычной и повышенной точности. Серповидность полосы не превышает 4 мм на 1 м длины при ширине до 100 мм. Поверхность проката не должна иметь раскатанных пузырей, трещин и плен, допустимы мелкие закаты и рябизна в пределах допусков на размеры.
Применение штамповой полосы 7Х3
Основное назначение полосы 7Х3 — изготовление плоских деталей штампового инструмента методом механической обработки с последующей закалкой. Из материала производят:
- пуансоны и матрицы вырубных, пробивных и гибочных штампов холодной листовой штамповки;
- рабочие элементы формовочного инструмента для деформирования цветных сплавов и низкоуглеродистых сталей;
- ножи холодной резки металла, работающие при толщине разрезаемого материала до 3–4 мм;
- калибровочные и чеканочные штампы для изделий из алюминиевых и медных сплавов;
- накатные ролики и гладильные инструменты для отделочных операций.
В условиях серийного производства полоса 7Х3 применяется для раскроя заготовок штамповых деталей с минимальными припусками под последующую механическую обработку. Материал пригоден для изготовления сменных рабочих частей штампов-автоматов, используемых в крепежном производстве, а также для инструмента, эксплуатируемого при температурах до 200 C без снижения твёрдости рабочих кромок.
Механические свойства и режимы эксплуатации
| Параметр | Значение после отжига | После закалки и низкого отпуска | После закалки и отпуска 300 C | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 241 HB | 58–61 HRC | 50–54 HRC | ГОСТ 9013 |
| Предел прочности при растяжении | — | — | — | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость KCU | — | 30 Дж/см | 45 Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Температура закалки | — | 850–880 C | 850–880 C | пирометр |
| Охлаждающая среда | — | масло / вода | масло / вода | — |
При проектировании штампового инструмента из полосы 7Х3 следует учитывать склонность стали к обезуглероживанию при нагреве под закалку — рекомендуется применять защитные атмосферы или нагрев в соляных ваннах. Для снятия внутренних напряжений после механической обработки перед закалкой выполняется промежуточный отпуск при 650–680 C. Шлифование закалённых поверхностей проводится с применением охлаждения для исключения прижогов и микротрещин.
Вопросы и ответы
Чем отличается полоса 7Х3 от стали Х12М?
Сталь 7Х3 относится к группе штамповых сталей пониженной прокаливаемости с содержанием хрома около 3 %, тогда как Х12М — высокохромистая сталь с содержанием хрома 11–13 %. Полоса 7Х3 обеспечивает более высокую вязкость при ударных нагрузках, но уступает Х12М по износостойкости и прокаливаемости в крупных сечениях.
Какая твёрдость достигается после закалки полосы 7Х3?
После закалки с 850–880 C в масле твёрдость стали 7Х3 составляет 61–63 HRC. После низкого отпуска при 150–200 C твёрдость стабилизируется на уровне 58–61 HRC, что обеспечивает оптимальное сочетание износостойкости и сопротивления выкрашиванию режущих кромок.
Для каких операций холодной штамповки применима полоса 7Х3?
Полоса 7Х3 применяется для вырубки, пробивки, гибки и формовки листовых материалов толщиной до 3–4 мм. Инструмент из этой стали эффективен при холодной высадке крепёжных изделий, чеканке и калибровке деталей из цветных сплавов, а также для ножей холодной резки металла.
Какие размеры полосы 7Х3 доступны для поставки?
Штамповая полоса 7Х3 поставляется толщиной 4–60 мм, шириной 20–200 мм, длиной 2–6 м. Допуски на размеры соответствуют ГОСТ 103-2006, возможна поставка полосы в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 241 HB для обеспечения обрабатываемости резанием.
