Что такое штамповая сталь

Обновлено: 25.04.2024

Штампы для горячей штамповки работают в очень тяжелых условиях. Они испытывают многократно повторяющуюся ударную нагрузку при высоких температурах, неодинаковых в различных частях штампа. Поэтому выбор марки стали для штампов имеет очень большое значение.
Сталь, из которой изготовляют штампы, должна быть стойкой при высоких температурах, обладать большой ударной вязкостью, достаточной прочностью, малым износом (истираемостью), а также хорошей обрабатываемостью режущим инструментом.

Штампы для горячей штамповки изготовляют из высококачественных инструментальных легированных сталей. Особенно ценным считается присутствие в штамповой стали молибдена.

Наиболее широко используются следующие марки сталей:

5ХНМ, 5ХГМ, 5ХНВ, 5ХНТ — для молотовых, горя-чевысадочных штампов и штампов для горячештамповочных прессов;

7X3, 8X3 — для матриц и пуансонов горячевысадочных штампов;

ЗХ2В8 — для вставок и пуансонов горизонтально-ковочных машин и механических ковочных прессов, работающих в особенно тяжелых условиях нагрева;

X12, Х12М, 8X3 — для матриц и пуансонов горячеобрезных штампов и вставок к ним;

ЗХВ8, 4Х2В8 — для ручьевых вставок к пакетным штампам под кривошипные горячештамповочные прессы большой мощности; рабочие поверхности этих вставок затем азотируют, что значительно повышает их износоустойчивость.

Если не предъявляются высокие требования к стойкости штампов, имеющих несложную форму, применяют стали марок 55, 60, 4ХС, 50Х и некоторые другие дешевые стали.

Детали сборных штампов, не соприкасающиеся с обрабатываемым нагретым металлом, изготовляют из конструкционных сталей марок 35, 40, 45, 50, 40Х и 50Х.

Направляющие колонки и втулки делают из конструкционной стали марки 20 с цементацией, а пружины — из стали марок 60Г или 65Г.

Металлургические заводы, изготовляющие штамповую сталь, поставляют штамповые заготовки прямоугольной и цилиндрической формы определенных стандартизованных размеров. При этом сталь проходит полный отжиг и должна иметь твердость НВ 187—255.

Заготовки штампов получают свободной ковкой под молотом или прессом. Причем требуется обязательная осадка слитка не менее чем на 50% его исходной высоты. Уковка для штамповых заготовок должна быть не менее 3. Под уковкой в данном случае понимают отношение площади поперечного сечения слитка после осадки к площади поперечного сечения готовой заготовки для штампа. Направление волокон (т. е. направление вытяжки при ковке заготовки) должно совпадать с продольной осью заготовок штампов.

Сферы применения

Использование таких сталей особенно заметно в машино- и приборостроении, характеризуются тем, что их эксплуатационные показатели должны быть выше аналогичных для материалов, которые ими обрабатываются.
По областям применения различают инструментальные стали:

Для холодной обработки.
Для горячей обработки.
Ударопрочные.
Повышенной износостойкости.
Специального назначения.

Отдельно выделяют материалы для режущего инструмента, непрерывных (прокатка, волочение, экструдирование) и периодических (резка, штамповка, вытяжка, гибка, формовка, выдавливание) операций обработки давлением. Они применяются соответственно в механических и штамповочных производствах.

Обработка дерева и металла

В штампах для холодной штамповки (рис. 1, а) только формообразующие детали, т. е. пуансон и матрицу, изготовляют из инструментальной стали; в штампах для горячей штамповки из инструментальной стали изготовляют или все детали (рис. 1, б), или только вставки (рис. 1, в). В качестве материала для формообразующих деталей штампов применяют инструментальные стали, твердые сплавы, пластмассы и другие материалы.

Углеродистые инструментальные стали У7, У8, У9 и У10 пониженной прокаливаемости используют для изготовления матриц и пуансонов штампов для холодной штамповки, имеющих простую форму их рабочего контура (в таких штампах нет резких переходов между элементами; отсутствуют узкие прорези, тонкие перемычки металла между отверстиями и т. п.). Это связано с тем, что стали пониженной прокаливаемости деформируются при закалке, в результате чего образуются трещины.

Пуансоны и матрицы штампов для холодной штамповки более сложной формы делают из сталей марок X, 9ХС, ХВГ , ХГС и других повышенной прокаливаемости.

Пуансоны и матрицы штампов для холодной штамповки весьма сложной формы изготовляют из сталей марок Х12Ф, Х12Т, Х12М высокой прокаливаемости. Эти стали, близкие по своим свойствам к быстрорежущим сталям, содержат около 1% углерода, 12% хрома и около 1% ванадия (титана или молибдена), характеризуются высокими прочностью, износостойкостью, теплостойкостью (около 500°С). Важным достоинством сталей высокой прокаливаемости являются малая деформация и, следовательно, сохранение размеров их рабочего контура при закалке. К недостаткам относятся склонность к карбидной неоднородности и плохая обрабатываемость резанием. Сталь марки Х12Ф почти в 2,5 раза дороже, чем углеродистая сталь марки У10.

Тонкие и длинные пуансоны дыропробивных штампов для холодной штамповки и другие нежесткие детали изготовляют из сталей марок 4ХС, 5ХС, 4ХВ2С, 5ХВ2С и т. п. повышенной вязкости. Снижение хрупкости у этих сталей достигается уменьшением содержания углерода (не более 0,5%), а высокая износостойкость определяется наличием хрома и вольфрама. Теплостойкость сталей этой группы около 300 °С; закаливают их в масле, сквозную закалку получают у образцов диаметром до 50 мм.

Требования к инструментальным материалам

Подразделяются на требования по химическому составу и требования по режимам термообработки.

Металлургические характеристики различных составов чрезвычайно сложны. Но в основном они представляют собой средне- и высокоуглеродистые стали с определенными легирующими элементами, добавленными в различных количествах для обеспечения особых характеристик.

Содержание углерода в рассматриваемых материалах должно быть не ниже 0,3…0,5%; это важно для повышения твердости и износостойкости. В то же время в химсостав часто добавляют определённые легирующие элементы, обеспечивающие:

Рост показателей ударной вязкости или прочности;
Сохранение размера и формы инструмента во время его термической обработки;
Повышение твёрдости и/или износостойкости.

Инструментальные стали, применение которых обусловлено наличием определённых легирующих элементов, обычно содержат:

Хром — приводит к интенсивному увеличению твердости после термообработки, способствует росту износостойкости.
Кобальт — используется в быстрорежущих сталях, увеличивает красноломкость при высоких рабочих температурах.
Марганец — при использовании в небольших количествах способствует приданию стойкости, лучше фиксирует форму изделия после термообработки, снижает температуру закалки.
Молибден — увеличивает глубину закалённого слоя, снижает температуру закалки, повышает износостойкость.
Никель – повышает прочность, износо- и окалиностойкость.
Вольфрам – увеличивает износостойкость и твёрдость.
Ванадий — повышает ударную вязкость и уменьшает размер зерна.

В обоснованных случаях в химсостав вводится также небольшое количество кремния (повышает твёрдость), серы (улучшает способность к обработке резанием), бора (увеличивает пластичность при знакопеременных нагрузках) и ряда других химических элементов.

Что собой представляет листовая штамповка

Говоря о штамповке деталей, изготовленных из листового металла, имеют в виду технологическую операцию, при выполнении которой на заготовку оказывается значительное давление. Под воздействием такого давления заготовка деформируется, приобретает требуемую конфигурацию и размеры.

Использовать такую операцию (правда, в значительно упрощенном виде) начали еще наши далекие предки. Именно при помощи воздействия на металл давлением они изготавливали сельскохозяйственные орудия, оружие, предметы домашнего обихода и различные украшения.

Современный пресс для штамповки кузовных деталей

Активное развитие штамповка как технология производства изделий из листового металла получила в конце XIX века. Именно в тот период (начиная с 1850-х годов) данная технология активно совершенствовалась, а для ее реализации специалисты создали мощное оборудование. Штампованные детали, которые в то время можно было уже производить серийно, отличались достойным качеством и обладали хорошими эксплуатационными характеристиками.

На совершенно новый уровень развития как горячая, так и холодная штамповка вышла уже в начале XX века. Именно благодаря совершенствованию технологии штамповки листового металла стал возможен серийный выпуск автомобилей, для которых с помощью данного метода производились кузовные детали. Начиная с 1930-х годов данную технологию начали активно применять предприятия, работающие в авиа- и судостроительной отрасли, а чуть позже (спустя всего пару десятков лет) при помощи штамповки стали производить детали космических аппаратов.

Высокая популярность, которую штамповка завоевала за относительно долгий период своего развития, объясняется возможностями:

производства изделий различных геометрических форм и размеров, качество и точность изготовления которых позволяют сразу использовать их по прямому назначению;
полной механизации и автоматизации производственных процессов, что достигается, в частности, путем оснащения производства роторно-конвейерным оборудованием для штамповки листового металла;
серийного производства изделий, геометрические параметры которых отличаются особо высокой точностью (такие изделия могут быть легко заменены друг на друга, если в этом возникает необходимость).

Холодная штамповка на гидравлическом прессе

Использование такой технологической операции, как объемная штамповка, позволяет превратить металлический лист в геометрически сложное и небольшое по массе изделие, прочностные характеристики которого находятся на высоком уровне. Применение методов штамповки деталей из листового металла позволяет изготавливать как очень массивные изделия, используемые при производстве машиностроительной продукции, водных и воздушных судов, так и миниатюрные детали для электронных устройств и часовых механизмов.

Горячая и холодная штамповка часто используется в качестве подготовительной операции. Например, по таким технологиям производят детали, которые затем обрабатываются другими методами – сваркой, резкой и др.

Классификация материалов

Инструментальные стали делятся на три основные категории:

Для холодной обработки металлов;
Для горячей обработки металлов;
Быстрорежущие.

Первые могут закаливаться на воздухе и в масле, вторые – только в масле. Причина: закалка в масле снижает максимально достижимую твёрдость поверхности, что важно при обработке металлов в холодном состоянии, когда пластичность заготовок понижена.

Быстрорежущие инструментальные стали характеризуются наиболее высокой твёрдостью, но – одновременно – и повышенной хрупкостью, поэтому подлежат дополнительной термообработке на красноломкость.

К другим типам инструментальных сталей относятся водоотверждаемые, ударостойкие, а также материалы специального назначения.

ШТАМПОВЫЕ СТАЛИ

Для обработки металлов давлением применяют инструменты— штампы, пуансоны, ролики, валики и т. д., деформирующие металл. Стали, применяемые для изготовления инструмента такого рода, называют штамповыми сталями (по виду наиболее распространенного инструмента).
Штамповые стали делятся на две группы:

деформирующие металл в холодном состоянии
деформирующие металл в горячем состоянии.

Условия работы стали при различных видах штамповки сильно различаются между собой.
При штамповке в горячем состоянии штампуемый металл под действием сближающихся половинок штампа деформируется и заполняет внутреннюю полость штампа. В работе внутренняя полость штампа («фигура»), которая деформирует металл, соприкасается с нагретым металлом, поэтому штамповал сталь для горячей штамповки должна обладать не только определенными механическими свойствами в холодном состоянии, но и достаточно высокими механическими свойствами в нагретом состоянии. Особенно желательно иметь высокий предел текучести (упругости), чтобы при высоких давлениях штамп не деформировался. Для кузнечных штампов большое значение имеет и вязкость, чтобы штамп не разрушился во время работы при ударах по деформируемому металлу. Устойчивость против износа во всех случаях очень важна, так как она обеспечивает сохранение размеров «фигуры» — долговечность работы штампа.
Для прессового инструмента, работающего без ударов, большое значение имеет износостойкость в горячем состоянии и относительно меньшее — вязкость. Поэтому для молотовых штампов и для прессового инструмента применяют стали различных марок.
Для штамповки в холодном состоянии сталь, из которой изготавливают штампы, обычно должна обладать высокой твердостью, обеспечивающей устойчивость стали против истирания, хотя и вязкость, особенно для пуансонов, имеет также первостепенное значение.
Сталь для «горячих штампов» должна иметь как можно меньшую чувствительность к местным нагревам. В недостаточно вязкой (пластичной) стали, например в плохо отпущенной, местный нагрев может привести к образованию трещин.
Еще в более тяжелых условиях работы находится сталь и штампах (прессформах) для литья под давлением. Нагрев рабочей поверхности формы расплавленным металлом и охлаждение водой внутренних частей формы вызывают значительные тепловые напряжения. Сталь, применяемая для прессформ, должна быть также достаточно износостойкой, иметь высокие механические свойства в нагретом состоянии и хорошо сопротивляться разъеданию поверхности формы расплавленным металлом.

Стали для штампов холодного деформирования

Стали этого типа должны обладать высокой твердостью и износостойкостью, высокой прочностью и удовлетворительной вязкостью для работы при ударных нагрузках.

В зависимости от назначения различают три группы штамповых сталей для деформирования в холодном состоянии.
К первой группе относятся стали для вытяжных и вырубных штампов. Основным требованием к этим сталям является высокая твердость и износостойкость. Для изготовления штампов этого типа применяют углеродистые стали марок У10—У12 и низколегированные стали X, ХВГ, ХВСГ. После неполной закалки их отпускают при 150—180 °С на твердость НКС 60. На поверхности образуется твердый износостойкий слой за счет несквозной прокаливаемости — сравнительно вязкая сердцевина, позволяющая работать при умеренных ударных нагрузках.

Вторую группу составляют стали для штампов холодного выдавливания, испытывающие большие удельные давления. Эти стали должны хорошо сопротивляться деформации и иметь высокую прочность. Присутствие в их структуре остаточного аустенита недопустимо. Для этого необходимо проведение высокого отпуска при температуре не менее 500 °С. Поэтому, хотя эти стали и относятся к сталям для штампов холодного деформирования, они должны иметь довольно высокую теплостойкость. Этим требованиям удовлетворяет сталь 6Х4М2ФС.

К третьей группе относятся стали для высадочных и чеканочных штампов, работающих при высоких ударных нагрузках. Сложность создания таких сталей состоит в том, что для повышения твердости необходимо увеличение содержания углерода, что может приводить к снижению ударной вязкости. Обычно для штампов этого назначения используют сталь 7X3. Более высокую стойкость показала сталь марки 6ХЗФС.

Стали для штампов горячего деформирования

В еще более тяжелых условиях работают штамповые инструменты для горячего формообразования. Материал штампов соприкасается с горячим металлом и нагревается, причем нагрев чередуется с охлаждением. Эффективность использования таких прогрессивных методов точного формообразования, как горячая объемная штамповка, прессование и литье под давлением, зависит от стойкости инструмента. С расширением номенклатуры обрабатываемых сплавов, увеличением производительности и мощности оборудования формообразующий инструмент испытывает возрастающие нагрузки. Требования к материалу инструмента непрерывно растут.

Материал для горячих штампов должен удовлетворять комплексу требований. К ним в первую очередь относятся высокая прочность (не менее 1000 МПа), необходимая для сохранения формы штампа при высоких удельных давлениях во время деформирования, и высокая теплостойкость, позволяющая сохранить высокие твердость и прочностные свойства при длительном температурном воздействии. В рабочих условиях штамп должен деформировать заготовку, а не наоборот — заготовка деформировать штамп. Стали должны иметь достаточную вязкость для предупреждения поломок при ударном нагружении. Они должны обладать высоким сопротивлением термической усталости (разгаростойкости), сохраняя способность выдерживать многократные нагревы и охлаждения без образования сетки трещин. Горячештамповые стали должны иметь хорошую окалиностойкость и высокую прокаливаемость для обеспечения необходимых механических свойств по всему сечению, что особенно важно для массивных штампов.

В соответствии с указанными требованиями для штампов горячего формообразования применяют легированные стали, содержащие 0,3—0,6 % углерода, подвергаемые закалке и отпуску при 550—680 °С с целью получения трооститной и трооститно-сорбитной структуры.

Для молотовых штампов применяют сталь 5ХНМ и ее аналоги: 5ХНВ, 5ХНТ, 5ХГМ. После закалки и отпуска при 550 °С сталь 5ХНМ при комнатной температуре имеет следующие механические свойства: ав = 1200^1300 МПа, 6= 10—12%, КСЦ = = 0,4 МДж/м2. При нагреве до 500 °С ав = 850-=-900 МПа, оп,3 = 600-5-650 МПа. При температурах эксплуатации выше 500 °С стойкость инструмента из стали 5ХНМ резко падает.

Хорошо зарекомендовали себя на автотракторных машиностроительных заводах стали 4ХМФС, 5Х2СФ и 4ХСНМФЦР. Внедрение этих сталей взамен 5ХНМ для штамповки углеродистых и низколегированных сталей позволило повысить стойкость инструмента в 2—3 раза. Для изготовления крупногабаритных прессовых и молотовых штампов применяют сталь 5Х2НМФС, обеспечивающую повышение стойкости более чем в 2 раза.

Для пресс-форм литья под давлением и прессования цветных металлов и сплавов до последнего времени использовали сталь ЗХ2В8Ф. Ее недостатком является низкая технологичность, что ограничивает возможность ее применения для крупного инструмента. Кроме того, сталь ЗХ2В8Ф чувствительна к ударным нагрузкам и содержит значительные количества дорогого и дефицитного вольфрама.

Взамен этой стали предложена сталь марки ЗХ2М2Ф, используемая для изготовления пресс-форм литья под давлением медных и алюминиевых сплавов, а также для изготовления пресс-шайб и внутренних втулок контейнеров при прессовании медных сплавов. Применение стали ЗХ2М2Ф позволило повысить стойкость инструмента в 1,5—3 раза.

Для изготовления крупного прессового инструмента — пресс-штемпелей, втулок контейнеров и матриц на заводах цветной металлургии применяют стали ЗХВ4СФ и 4ХСН2МВФ.

Прогресс техники требует расширения рабочего температурного диапазона штамповых сталей. Уже сейчас нужны стали с рабочей температурой 700—800 °С. Обычные жаропрочные сплавы нетехнологичны, так как плохо обрабатываются резанием. Разработан принципиально новый класс штамповых сталей для горячего формообразования — сталей с регулируемым аустенитным превращением при эксплуатации. Примером такой стали является 4Х2Н5МЗК5Ф, сочетающая технологические преимущества сталей на ферритной основе с высокой эксплуатационной стойкостью, свойственной жаропрочным аустенитным сталям и сплавам. Внедрение этой стали взамен стали ЗХ2В8Ф при изготовлении матриц для прессования медных сплавов позволило повысить их стойкость в 10 раз.

Для увеличения твердости при высоких температурах используют химико-термическую обработку: азотирование, диффузионное хромирование, борирование. На поверхность гравюры штампа из газовой фазы проводят осаждение карбидов титана, имеющих особо высокую твердость.

Штамповые стали — стали, применяемые для изготовления инструментов, необходимых для обработки металлов давлением, таких как штампы, ролики, валики, пуансоны и т. д. Своё название получили по виду самого используемого инструмента.

Классификация штамповых сталей

Штамповые стали делятся на две категории

Деформирующие металл в холодном состоянии
Деформирующие металл в горячем состоянии

Описание свойств штамповых сталей

Сталь для штамповки в холодном состоянии обычно должна обладать высокой твёрдостью, обеспечивающей устойчивость стали против истирания, хотя и вязкость, особенно для пуансонов, имеет первостепенное значение.

Сталь для «горячих штампов» должна иметь низкую чувствительность к местным нагревам.

Кроме перечисленных выше свойств, от стали, из которой изготавливаются штампы больших размеров, требуется повышенная прокаливаемость. Сталь, применяемая для штампов и пуансонов сложных конфигураций, должна мало деформироваться при закалке.

Из углеродистых стали марок У10,У11,У12 изготавливают штампы для холодной штамповки небольших размеров и несложной конфигурации. Их следует применять для относительно лёгких условий работы.

Для более сложных конфигураций и более тяжёлых условий работы применяют легированные закаливаемые в масле стали — чаще всего сталь Х (ШХ15).

Валки станов холодной прокатки изготавливают из хромистых сталей с 1 или 2 % хрома.

Металл, применяемый для горячих штампов, должен обладать определёнными свойствами, такими как:

жаропрочность
красностойкость
термостойкость
вязкость
прокаливаемость
отпускная хрупкость
слипаемость

Для штампов, работающих в лёгких условиях, применяют углеродистые стали с содержанием углерода от 0,6 до 1,0 %, то есть У7, У8, У9. Наибольшее применение для изготовления таких штампов имеет сталь У7.

Для более тяжёлых условий применяют легированные стали. Наиболее распространённой является сталь 5ХНМ и её заменители: 5ХГМ, 5ХНСВ, 5ХНТ.

Источники

А. П. Гуляев. Мeталловедение. — М.: «Металлургия», 1977. С. 432—444.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Штамповые стали" в других словарях:

штамповые стали для инструментов холодного деформирования — Стали этой группы должны обладать повышенным или высоким сопротивлением пластической деформации и высокой износостойкостью. По теплостойкости они могут быть нетеплостойкими, полутеплостойкими и теплостойкими (вплоть до быстрорежущих). По… … Справочник технического переводчика

Инструментальная сталь — углеродистая или легированная сталь для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов холодного и горячего деформирования, а также деталей машин, испытывающих повышенный износ при умеренных динамических нагрузках (шарико и… … Большая советская энциклопедия

Инструментальная сталь — Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ железе с гранецентрированной кубической решеткой) Цементит (карбид железа; Fe3C … Википедия

Азотирование — Азотирование это технологический процесс химико термической обработки, при которой поверхность различных металлов или сплавов насыщают азотом в специальной азотирующей среде. Поверхностный слой изделия, насыщенный азотом, имеет в своём… … Википедия

Вырубка — Вырубка это вид механической обработки металлов и других конструкционных материалов резанием, при котором вырубаемый или разрубаемый материал испытывает воздействие значительного сдвигового механического напряжения до повышения последнего… … Википедия

Электрошлаковый переплав — электрометаллургический процесс, при котором металл (расходуемый электрод) переплавляется в ванне электропроводного синтетического шлака под действием тепла, выделяющегося в шлаке при прохождении через него электрического тока. Э. п.,… … Большая советская энциклопедия

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ — сталь, идущая на изготовление режущего, измерительного, штампового и другого инструмента. Инструментальные стали условно подразделяют на углеродистые, легированные, штамповые и быстрорежущие стали. ГОСТ 19265 73 … Металлургический словарь

Обойное производство* — Для внутреннего украшения жилищ употреблялись и теперь еще употребляются чаще других: мрамор, кожа, дерево, бумага и различного рода ткани; употребление тканей представляет, по видимому, наиболее распространенный и наиболее древний прием, который … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Обойное производство — Для внутреннего украшения жилищ употреблялись и теперь еще употребляются чаще других: мрамор, кожа, дерево, бумага и различного рода ткани; употребление тканей представляет, по видимому, наиболее распространенный и наиболее древний прием, который … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

§ 3. Холодная объемная штамповка. Рекомендуемые марки стали для холодной объемной штамповки.

Данную категорию сталей подразделяют на 3 основные группы:

штамповые стали для деформации металлов в холодном виде;
для деформации металлов в горячем виде;
устойчивые к коррозийным процессам.

В соответствии с назначением, к каждой из вышеуказанных групп предъявляются конкретные требования.

После окончательной термической обработки стали первой группы во время эксплуатации штампа должны отличаться повышенной прочностью, износостойкостью, твердостью как рабочей кромки, так и участков штампа, воспринимающих максимальные скручивающие и изгибающие нагрузки.

Выделяют следующие типы металлов, которые предназначены для штамповки в холодном виде:

устойчивые к воздействию высокого давления, которые отличаются высокой прочностью и хорошо сопротивляются различной деформации;
имеющие высокое содержание хрома (в пределах 6-32 %), характеризующиеся высокой твердостью и износостойкостью, которая достигается благодаря карбидам хрома;
используемые при изготовлении чеканочных и высадочных штампов, которые эксплуатируют в условиях повышенных ударных нагрузок.

При производстве штампов небольших размеров и простой конфигурации для холодной штамповки в качестве сырья применяются углеродистые марки стали типа У10, У12, У11, а также низколегированные ХВГ, ХВСГ, Х и пр.

Вторая группа штамповых сталей при высоких температурах должна сохранять повышенные механические характеристики. Чтобы получить требуемые свойства, материал термически обрабатывают.

Горячештамповые сплавы характеризуются повышенными показателями жаропрочности, высоким уровнем прокаливаемости, а также низкой чувствительностью к прогреванию локального характера. Материал должен отвечать таким требованиям, как: высокая прочность (больше 1000 Мпа), теплостойкость и достаточная вязкость, необходимые для сохранения формы штампа при длительном температурном воздействии и высоких механических нагрузках.

Отпуск и закалка материала проводится при 550-680°С. Чтобы увеличить показатели твердости используют химико-термическую обработку (борирование, азотирование). К дополнительному требованию, предъявляемому данной группе, относят устойчивость к образованию различных трещин при постоянной смене температуры (нагревание, охлаждение).

Для выпуска горячих штампов со сложной формой применяют закаленные в масле высоколегированные углеродистые стали 5ХНТ, ШХ15, 4ХМФС, 5ХНМ, пр.

Третью группу используют при создании матриц пресс-форм для литья различных металлов под давлением. Кроме свойств, имеющихся у сталей предыдущей группы, они должны отличаться устойчивостью против влияния агрессивных сред (например, отливаемых агрессивных сплавов металла или химически активных пластмасс).

Отличительные особенности

К технологическим свойствам, которые характерны штамповым сталям, относятся:

Малая чувствительность к перегреву. Имеется возможность закалки с нагреванием в весьма широком интервале температурных отметок;
Хорошая обрабатываемость. Стали обладают способностью хорошо принимать обработку с помощью резания и давлением в горячем и холодном состоянии;
Малая деформация при термообработке;
Хорошая шлифуемость, необходимая для высокого качества полированной и шлифованной поверхности;
Хорошая прокаливаемость. Есть возможность получить высокого уровня однородную твердость, мелкокристаллическую равномерную структуру на достаточно большую глубину;
Невысокая чувствительность к обезуглероживанию во время нагрева, снижающему твердость рабочего слоя металла (поверхностного).

Штамповочные ручьи

При обработке предварительно нагретых изделий из стали, как и при горячей штамповке латуни, применяют штамповочные ручьи, которые могут быть:

протяжными (с их помощью увеличивают длину отдельных участков обрабатываемых деталей: по той части заготовки, которую необходимо удлинить, наносятся частые, но несильные удары, одновременно выполняется кантование обрабатываемой детали);
заготовительными (их целью является фасонирование обрабатываемой заготовки: металл перераспределяется в ее общем объеме для того, чтобы придать готовому изделию такую форму, которая обеспечивает минимальный отход материала);
пережимными (их выполняют для уменьшения высоты отдельного участка заготовки с одновременным увеличением его ширины);
подкатными (ручьи, в которых металл заготовки равномерно распределяется по ее оси, при этом увеличивается диаметр отдельных ее участков);
гибочными (в них заготовка поступает с изогнутой осью, формируется поковка, угол изгиба которой составляет 90°).

Этапы сложной штамповки в нескольких ручьях

К штамповочным ручьям, в которых изготовляемый элемент приобретает требуемую форму, относятся:

предварительные, или черновые, в которых форма обрабатываемой заготовки максимально приближается к конфигурации поковки (особенности такого ручья, который может и не использоваться при выполнении горячей штамповки, заключаются в том, что он имеет несколько увеличенную глубину, также в нем, по сравнению с параметрами чистового изделия, увеличены уклоны и радиусы скругления);
чистовые, в которых деталь приобретает конечную форму, но ее размеры увеличены на величину усадки металла при его остывании (поскольку в таких ручьях на заготовку необходимо оказывать максимальные усилия, располагают их в центральной части штампа).

Сферы применения штамповой стали

Широкое применение штамповые стали нашли в современной промышленности. Зачастую их используют для изготовления:

штампов для машин горизонтально-ковочного типа;
крупных молотовых и прессовых вставок;
измерительного оборудования;
наборных и формовочных матриц, пуансонов;
высокоточных изделий;
изготовления резьбонакатных инструментов;
ножей для холодного резания металла;
валков холоднопрокатных станов;
пресс-форм, функционирующих под давлением, для литья медных, цинковых, алюминиевых, титановых и других сплавов.

Стали для основных элементов штампов

Данные по сталям для основных элементов штампов и их крепежных частей приведены в табл. 7-14, в которых учтены рекомендации нормалей машиностроения.

Штамповые стали в Москве

Штамповые стали - это специальные виды сталей, которые обладают определенными свойствами и используются для изготовления технологической оснастки, обеспечивающей формообразующие операции. Из штамповых сталей, к которым относятся легированные и углеродистые инструментальные, под давлением производят наиболее ответственные детали штампов, форм и пресс-форм, предназначенных для литья металлов.

Классификация и характеристики

устойчивые к воздействию высокого давления - отличаются высокой прочностью и хорошо сопротивляются различной деформации;
имеющие высокое содержание хрома (в пределах 6-32 %), характеризующиеся высокой твердостью и износостойкостью, которая достигается благодаря карбидам хрома;
используемые при изготовлении чеканочных и высадочных штампов, которые эксплуатируют в условиях повышенных ударных нагрузок.

Вторая группа сталей при высоких температурах должна сохранять повышенные механические характеристики. Чтобы получить требуемые свойства, материал термически обрабатывают.

Широкое применение они нашли в современной промышленности. Зачастую их используют для изготовления:

Купить штамповые стали в Москве можно на сайте «Велунд Сталь». Возможна доставка в любой регион России и СНГ. Также вы можете забрать заказ с ближайшего к вам склада.

Читайте также: