Стали для пресс-форм, применяемых при литье под давлением

Температурные режимы работы деталей пресс-форм для литья под давлением и горячих штампов похожи. Поэтому для пресс-форм применяют аналогичные стали. Наиболее распространённые марки сталей, используемые для из­готовления наиболее нагруженных деталей  пресс-форм, – 3Х2В8, 4ХМФС, 4Х4ВМФС, 2Х9В6.

Таблица 3.11

Режимы термической обработки сталей для прессового инструмента

Марка стали	Отжиг		Закалка		Отпуск
	температура, °С	твёрдость, НВ	температура, °С	твёрдость, НRC	температура, °С	твёрдость, НRC
3Х2В8 4Х5В2ФС 4Х2В5ФМ 4ХЗВ2М2Ф	750–780 840–880 840–880 860–890	187–220 207–229 207–229 207–229	1050–1100 1020–1060 1050–1100 1050–1100	48–50 – – 51–53	600–620 580–620 600–650 600–620	38–44 44–50 44–50 38–42

Для менее нагруженных в тепловом отношении деталей используют более простые стали (7X3, 30ХГС и углеродистые стали 40 и У7), а также нержавеющие стали типа 2X13, 3X13, которые описаны в гл. 4.

Стойкость форм зависит от температуры разливаемого метал­ла, скорости заливки и толщины стенок формы. Подогрев формы способствует повышению сопротивления разгару. После опре­делённого числа заливок металла форму необходимо подвергать отпуску при температуре 300–400 °С для снятия накопившихся напряжений. Для повышения стойкости форм иногда применяют химико-термическую обработку (азотирование или нитроцементацию).

Твёрдые сплавы

Твёрдые инструментальные сплавы представляют собой материалы, получаемые методом порошковой металлургии и состоящие из зёрен тугоплавких высокотвёрдых соединений (карбидов, реже нитридов или боридов переходных металлов), связанных между собой пластичным металлом (кобальтом, никелем, реже железом или их сплавами). В качестве тугоплавкой фазы твёрдых сплавов чаще всего используют карбиды вольфрама, титана, тантала, хрома или их смеси.

Металлокерамические твёрдые  сплавы имеют весьма высокую твёрдость (80–92 НRА) и теплостойкость (до 1000 °С), что обеспечивает им существенно более высокие режущие свойства по сравнению с быстрорежущими сталями.

Твёрдые сплавы подразделяют на вольфрамосодержащие и безвольфрамовые. В свою очередь, вольфрамосодержащие сплавы в соответствии с ГОСТ 3882-74 делят на три группы: вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые. В качестве связки в этих сплавах используется кобальт.

Сплавы вольфрамовой группы изготавливают из смеси порош­ков карбида вольфрама и кобальта (WС + Со). Их маркируют буква­ми ВК и числом, показывающим содержание кобальта в процен­тах (остальное – карбид вольфрама). По ГОСТ 3882-74 основны­ми сплавами этой группы являются ВК3, ВК3-М, ВК4, ВК4-В, ВК6, ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК8, ВК10, ВК10-М, ВК10-ОМ, ВК15, ВК20, ВК25.

Титановольфрамовые сплавы (WС + ТiС + Со) маркируют буквами ТК. Числа после букв Т и К показывают соответственно содержание карбидов титана и кобальтовой связки в процентах (остальное – карбид вольфрама). К этой группе относят сплавы Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12.

Сплавы титанотанталовольфрамовой группы (WС + ТiС + ТаС + Со) маркируют буквами ТТК. После букв ТТ указывают суммар­ное содержание карбидов титана и тантала, а после буквы К – содержание кобальта в процентах. К сплавам этой группы относят ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8, ТТ20К9.

В маркировке некоторых сплавов имеются дополнительные обо­значения. Если в марке стоит буква М (например, ВК6-М), то это означает, что спла­вы изготовлены из мелких порошков (с размером зерен 1–2 мкм), если В (ВК4-В) – из крупнозернистого карбида вольфрама (2–3 мкм), если ОМ – из особо мелких порошков (до 1 мкм), если ВК – из  особо  крупного карбида вольфрама (до 5 мкм).

Чем меньше в сплавах группы ВК кобальта и мельче карбид­ные частицы, тем выше их износостойкость, но ниже прочность и сопротивление ударам. Сплавы ВК3 и ВК3-М используют для чистовой обработки с высокой скоростью резания чугунов, цветных металлов и неметаллических материалов.

Сплавы ВК4, ВК6, ВК6-М, ВК3 рекомендуют для чернового точения, фрезерования, рассверливания, зенкерования при об­работке чугуна, жаропрочных сплавов, цветных сплавов и неме­таллических материалов. Сплав ВК8 применяют также для волоче­ния и калибровки труб, прутков и проволоки.

Сплавы ВК10 и ВК15 используют для изготовления быстроиз­нашивающихся деталей различных конструкций. Сплавы ВК20 и ВК25 применяют для изготовления изнашиваемых деталей штампов. Эти сплавы характеризуются высокой эксплуатационной прочнос­тью, но износостойкость их ниже, чем у малокобальтовых сплавов.

Из сплавов группы ТК наибольшей износостойкостью и допустимой скоростью резания обладает сплав Т30К4. У сплавов Т15К6 и Т5К10 износостойкость и скорость резания ниже, но эксплуатационная прочность выше. Сплавы этой группы применяют для чистовой (Т30К4) и черновой (Т15К6, Т5К10) обработки стали.

Сплавы группы ТТК используют для черновой и чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, в том числе жаро­прочных сталей и сплавов.

Безвольфрамовые твёрдые сплавы более дёшевы, так как не содержат соединения дорогостоящего и дефицитного вольфрама. Их выпускают на основе карбида титана (TiC + Ni + Мо), например сплав ТН20 (где 20 – суммарное содержание никеля и молибдена, остальное — карбид титана), или карбонитрида титана (Тi(С,N) + Ni + Мо), например КНТ16. Никель и молибден игра­ют роль связки. Применяют эти сплавы при получистовом и чистовом точении и фрезеровании сталей и цветных сплавов.

К безвольфрамовым относят также карбидохромовые твёрдые сплавы КХН (где КХ – карбид хрома, Н – никель), например КХН-10 (число показывает содержание никеля в процентах). Эти сплавы не окисляются на воздухе при нагреве до 1100°С, обладают хорошей коррозионной стойкостью и износостойкостью. Об­ласть применения примерно та же, что и сплавов ТН и КНТ.

Твёрдые сплавы выпускают в виде многогранных неперетачиваемых пластин, которые крепят к корпусу или державке инстру­мента механическим методом или припаивают.

Примеры микроструктуры сплавов приведены на рис. 3.10.

В структуре сплава ВК3 (рис. 3.10, а) кристаллы карбида WС имеют вид светлых угловатых зерен; кобальтовая прослойка рас­полагается по границам зёрен и при оптической металлографии чётко не выявляется; тёмные участки на шлифе – преимущественно поры.

 

а	б	в

Рис. 3.10. Микроструктура твердых сплавов, увеличение в 100 раз:
а – ВК3; б - Т15К6; в – Т30К4

В микроструктуре сплава Т15К6 (рис. 3.10, б) более 50 % занимает карбид (Ti,W)С (тёмные крупные карбидные частицы), так как в карбиде титана может растворяться значительное количе­ство вольфрама. В структуре сплава Т30К4 (рис. 3.10, в) присутствует только комплексный карбид (Ti, W)С в виде округлых зёрен. Тёмные прослойки на фотографии микроструктуры представляют собой кобальтовую связку и мелкие поры.

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: