Стальной квадрат ВКС7-Ш: характеристики и применение
Стальной квадрат ВКС7-Ш — это горячекатаный калиброванный прокат квадратного сечения, изготовленный из инструментальной штамповой стали марки ВКС7 (аналог — 4Х5МФ1С) с последующей шлифовкой. Буквенный индекс «Ш» в обозначении указывает на повышенный класс чистоты поверхности по ГОСТ 14955-77, что достигается шлифованием и обеспечивает шероховатость Ra не более 0,32 мкм. Материал относится к группе теплостойких штамповых сталей с легированием хромом, молибденом, ванадием и кремнием, предназначенных для работы в условиях интенсивных тепловых и механических нагрузок.
Квадрат ВКС7-Ш поставляется в прутках мерной и немерной длины, преимущественно в термически обработанном состоянии (улучшение или отжиг). Твёрдость в состоянии поставки регламентируется и обычно составляет 229–269 HB для отожжённого металла. После полной термической обработки — закалки от 1020–1060 C с отпуском — сталь приобретает твёрдость 44–52 HRC, сохраняя при этом достаточную вязкость для восприятия ударных нагрузок.
Химический состав и структура
Химический состав стали ВКС7 регламентируется ТУ 14-1-1666-76 и включает следующие ключевые элементы:
- углерод (C) — 0,45–0,52 %, обеспечивающий прокаливаемость и твёрдость;
- хром (Cr) — 4,0–5,0 %, формирующий карбиды и повышающий теплостойкость;
- молибден (Mo) — 1,2–1,5 %, упрочняющий твёрдый раствор;
- ванадий (V) — 0,8–1,1 %, обеспечивающий дисперсионное твердение;
- кремний (Si) — 0,8–1,2 %, повышающий сопротивление отпуску;
- марганец (Mn) — 0,2–0,5 %, сера и фосфор — не более 0,025 % каждого.
Микроструктура в отожжённом состоянии — зернистый перлит с равномерно распределёнными карбидами. Такая структура обеспечивает хорошую обрабатываемость резанием при изготовлении инструмента и стабильность геометрии при последующей закалке.
Технические параметры квадрата ВКС7-Ш
Квадратное сечение проката характеризуется номинальным размером стороны, который для ВКС7-Ш варьируется в диапазоне 8–200 мм. Допуски на размеры соответствуют ГОСТ 2591-88 для горячекатаного проката повышенной точности (класс Б). Шлифованная поверхность исключает наличие окалины, обезуглероженного слоя и поверхностных дефектов, что критично для изготовления прецизионных деталей оснастки.
| Сторона квадрата, мм | Предельное отклонение, мм | Шероховатость Ra, мкм | Твёрдость поставки, HB | Кривизна, мм/м |
|---|---|---|---|---|
| 10 | +0,3 / –0,5 | 0,32 | 229–269 | 1,0 |
| 25 | +0,4 / –0,5 | 0,32 | 229–269 | 1,0 |
| 50 | +0,5 / –0,7 | 0,32 | 229–269 | 1,5 |
| 100 | +0,8 / –1,0 | 0,32 | 229–269 | 2,0 |
Эксплуатационные свойства
Квадрат ВКС7-Ш после полной термической обработки демонстрирует теплостойкость до 600–650 C, что позволяет использовать инструмент при нагреве рабочих кромок без потери твёрдости. Предел прочности при растяжении в улучшенном состоянии достигает 1400–1600 МПа, ударная вязкость KCU — 30–50 Дж/см. Прокаливаемость стали обеспечивает сквозную закалку сечений до 100 мм, что подтверждает применимость материала для массивного инструмента.
Шлифованная поверхность квадрата ВКС7-Ш минимизирует риск концентраторов напряжений при циклических нагрузках и исключает необходимость предварительной механической обработки для удаления дефектного слоя. Это сокращает производственный цикл изготовления оснастки и снижает расход дорогостоящего инструментального материала.
Области применения
Квадрат ВКС7-Ш востребован в производствах, где требуется сочетание теплостойкости, вязкости и точности геометрии заготовки:
- изготовление молотовых и прессовых штампов горячей штамповки;
- производство пресс-форм для литья алюминиевых и цинковых сплавов под давлением;
- изготовление ножей для горячей резки металла и ножниц гильотинного типа;
- производство дорнов, пуансонов и выталкивателей для горизонтально-ковочных машин;
- изготовление втулок и вкладышей для оборудования экструзии цветных металлов;
- производство деталей оснастки для машин литья под давлением с горизонтальной камерой прессования.
Благодаря шлифованной поверхности и строгой геометрии, квадрат ВКС7-Ш применяется также для изготовления эталонных калибров и контрольного инструмента, работающего при повышенных температурах. Материал пригоден для последующего электроэрозионного вырезания и фрезерования с получением сложных контуров рабочих полостей штампов.
Особенности заказа и поставки
При заказе квадрата ВКС7-Ш необходимо указывать размер стороны сечения, длину прутков (мерная, кратная или немерная), а также требуемое состояние поставки — отожжённое или улучшенное. Допускается поставка с гарантированной прокаливаемостью и контролем макроструктуры ультразвуковым методом для ответственных применений. Металл маркируется несмываемой краской с указанием марки стали и номера плавки, что обеспечивает прослеживаемость материала в производстве.
Вопросы и ответы
Чем отличается квадрат ВКС7-Ш от ВКС7 без индекса?
Индекс «Ш» обозначает шлифованную поверхность с шероховатостью Ra не более 0,32 мкм. Квадрат без индекса поставляется с обычной горячекатаной поверхностью, имеющей окалину и допускаемые поверхностные дефекты, что требует последующей механической обработки.
Какая твёрдость достигается после закалки квадрата ВКС7-Ш?
После закалки от 1020–1060 C с последующим двухкратным отпуском при 540–580 C твёрдость составляет 44–52 HRC в зависимости от режима отпуска и требуемого сочетания прочности и вязкости.
Для каких сечений гарантируется сквозная прокаливаемость ВКС7-Ш?
Сталь ВКС7 обеспечивает сквозную прокаливаемость в масле для сечений до 100 мм. Для более массивных заготовок рекомендуется применение ступенчатой закалки или изотермической выдержки для снижения внутренних напряжений.
Какие допуски на размеры действуют для шлифованного квадрата ВКС7-Ш?
Допуски на сторону квадрата соответствуют ГОСТ 2591-88 для проката повышенной точности. Для размеров 10–50 мм отклонения составляют +0,3…+0,5 мм по верхнему пределу, для сечений 50–100 мм — до +0,8 мм.
