9.5.2 Стали для деформирующего инструмента (штамповые стали)

Эти стали также делят на две группы – для холодного и для горячего деформирования. Условия работы и требования к таким сталям заметно отличаются

Для холодного деформирования наиболее важным является повышенное и высокое сопротивление пластической деформации, износостойкость , удовлетворительная вязкость. Нагрев рабочей поверхности незначителен, поэтму теплостойкость не обязательна. В зависимости от условий деформации выбирают многочисленные и разные по составу и свойствам стали, преимущественно нетеплостойкие, с повышенной твердостью и вязкостью. Так, например, для мелких высадочных штампов при малых давлениях могут использовать и углеродистые стали У10, У11, при повышенных и высоких давлениях – стали типа 6ХВ2С, 6Х3ФС, 6Х6В3МФС. Для изготовления пуансонов и штампов, работающих при умеренных давлениях используют, например, широко распространенные стали с 12% хрома – Х12М, Х12Ф (ледебуритного класса), при высоких давлениях - стали более вязкие, например 8Х4В2С2МФ, при особо тяжелых условиях – быстрорежущие стали типа Р6М5.

Стали для инструментов горячего деформирования должна прежде всего обладать достаточными механическими свойствами в нагретом состоянии, а рабочая поверхность такого инструмента может разогреваться до 600 °С и выше. Кроме того важно повышенное сопротивление деформации, износостойкость и в большинстве случаев – повышенная вязкость. Кроме того могут иметь значение такие свойства, как разгаростойкость низкий коэффициент линейного растяжения, окалиностойкость, теплопроводность. Из-за того, что повышенная вязкость в таких случаях оказывается одним из основных требований, многие подобные стали являются доэвтектоидными и при их термической обработке в определенной степени жертвуют твердостью, обрабатывая на структуру троостита, сохраняя повышенную вязкость. Примерами таких сталей являются классические стали для черновых штампов горячего деформирования 5ХНМ, 5ХГМ, 4ХСМФ.Для получения более высокой вязкости и теплостойкости используют более низкоуглеродистые и высоколегированные стали, например 3Х2В8Ф, 3Х3М3Ф и др.

9.5.3 Стали для мерительного инструмента

Для инструментов такого типа наиболее важным является сохранение размеров после упрочняющей термической обработки в течении длительного времени. Для этого необходимо воспрепятствовать механическому износу за счет высокой твердости и износостойкости и изменению размеров при фазовых превращениях в течении длительного времени (несколько лет).

Кроме того имеет значение необходимость для ряда инструментов (например мерительных плиток) получать высокую чистоту поверхности после полирования (доводки) с высотой микронеровностей менее 0.07 мкм. Для этого при твердости 62 – 64 HRC в стали не должно быть крупных карбидов и карбидной неоднородности, необходима повышенная чистота стали по неметаллическим включениям. Для тех же плиток необходима хорошая сцепляемость (притираемость). Это обеспечивают высокой чистотой поверхности и отсутствием повышенного содержания хрома, который способствует образованию на поверхности прочной пленки, ухудшающей сцепляемость.

Для получения высокой износостойкости, чистоты и сцепляемости необходима сталь с высокой твердостью и мартенситной структурой после закалки и отпуска. При этом для устранения остаточного аустенита (стали Х, 12Х1) применяют многократное охлаждение до –70° С с последующим стабилизирующим отпуском при 120 – 125°С.