Стальной квадрат 5ХВ2С: конструкционный инструментальный прокат для ударно-штамповой оснастки
Стальной квадрат 5ХВ2С — горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения из инструментальной легированной стали, выплавляемой по ГОСТ 5950. Марка 5ХВ2С относится к штамповым сталям повышенной теплостойкости и вязкости: 0,50–0,60 % углерода, 1,30–1,70 % хрома, 2,20–2,70 % вольфрама, 0,50–0,80 % кремния. Именно кремний в сочетании с вольфрамом обеспечивает стойкость к ударным нагрузкам и разгарообразованию при контактных температурах до 400–450 C, что отличает квадрат 5ХВ2С от проката из 4Х5МФС или 5ХНМ.
Квадрат поставляется в виде прутков длиной 2–6 м с размером стороны 20–200 мм. Точность прокатки — по ГОСТ 2591 (обычная и повышенная точность), кривизна на 1 м не превышает 0,5 % длины. Твёрдость в состоянии поставки — не более 255 HB (без термообработки) либо 217–255 HB после отжига. Прокат проходит ультразвуковой контроль по ГОСТ 24507 при заказе категории сплошности, макроструктура оценивается по ГОСТ 10243.
Технические характеристики проката
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Сторона квадрата | 20–200 мм | Твёрдость отожжённого | 217–255 HB | ГОСТ 5950 |
| Длина прутка | 2000–6000 мм | Температура закалки | 860–900 C | ГОСТ 5950 |
| Кривизна на 1 м | 5 мм | Температура отпуска | 180–600 C | ГОСТ 5950 |
| Точность прокатки | В, повышенная | Твёрдость после закалки | 58–62 HRC | ГОСТ 2591 |
| Сплошность | УЗК по ГОСТ 24507 | Ударная вязкость KCU | 25 Дж/см | ГОСТ 9450 |
Термообработка и механические свойства
Квадрат 5ХВ2С применяется преимущественно после закалки с отпуском. Нагрев под закалку ведут до 860–900 C с выдержкой 1,5–2 мин на 1 мм сечения, охлаждение — в масле или ступенчато в расплаве солей. Отпуск при 200–300 C даёт твёрдость 58–62 HRC и применяется для вырубных штампов; отпуск при 500–600 C снижает твёрдость до 44–50 HRC, повышая ударную вязкость для молотовых вставок и обжимных матриц.
Прокалка обеспечивается вольфрамом и хромом: сталь сохраняет рабочую твёрдость при нагреве контактных поверхностей до 400–450 C. По сравнению с 5ХНМ марка 5ХВ2С менее склонна к образованию разгарных трещин при циклическом теплосменном нагружении, что критично для горячештамповочного инструмента прессов усилием 1000–4000 тс.
Области применения
- Вырубные и пробивные штампы холодной листовой штамповки на кривошипных прессах усилием до 2500 кН.
- Молотовые штампы и вставки для горячей объёмной штамповки поковок из углеродистых и низколегированных сталей.
- Обжимные и прошивные матрицы, пуансоны горизонтально-ковочных машин.
- Ножи горячей резки сортового проката на участках станов 500–850.
- Инструмент для гибки и калибровки в кузнечно-прессовых цехах.
- Детали, работающие под ударной нагрузкой при умеренном нагреве: шпиндели, вкладыши, кулачки.
Обрабатываемость и режимы механической обработки
В отожжённом состоянии квадрат 5ХВ2С обрабатывается резанием удовлетворительно: точение твердосплавным инструментом (ВК8, Т15К6) на скоростях 60–90 м/мин, фрезерование — 40–70 м/мин, сверление — 12–18 м/мин с подачей СОЖ. После закалки обработка возможна только шлифованием: круги из электрокорунда 24А или эльбора при обильном охлаждении. Свариваемость ограничена — марка относится к ограниченно свариваемым, требуется подогрев до 300–350 C и последующая термообработка.
Вопросы и ответы
Чем квадрат 5ХВ2С отличается от 5ХНМ?
5ХВ2С содержит вольфрам и кремний, что повышает теплостойкость до 400–450 C и стойкость к разгару. 5ХНМ уступает по прокаливаемости и теплостойкости, но превосходит по ударной вязкости при низком отпуске.
Какая твёрдость достигается после закалки и отпуска?
Закалка с 860–900 C в масле и отпуск при 200–300 C дают 58–62 HRC. Отпуск при 500–600 C снижает твёрдость до 44–50 HRC при росте ударной вязкости.
Поставляется ли прокат с УЗК-контролем?
Да, при заказе категории сплошности квадрат проходит ультразвуковой контроль по ГОСТ 24507. Макроструктура оценивается по ГОСТ 10243.
Для каких прессов подходит инструмент из 5ХВ2С?
Вырубные штампы — для кривошипных прессов до 2500 кН, молотовые вставки — для горячештамповочного оборудования усилием 1000–4000 тс.
