Штамповая сталь

 

ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий и железо, о т л ич а ю ща я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости, твёрдости и толщины азотируемого слоя, она дополнительно содержит алюминий, медь, кальций и церий при .следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,37-0,55 Углерод 0,3-0,5 Кремний 13-20 Марганец 3-7 Хром 1-2 Молибден 1,0-1,5 Ванадий 0,5-1,0 Алюминий 0,5-1,0 Медь 0,01-0,05 Кальций 0,10-0,15 Церий Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

° ИЦ

РЕСПУБЛИК (I9) (И) qeII С 22 С 38/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТМЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ (21) 3671466/22-02 (22) 13.12.83 (46) 15.03.85. Бюл. У 10 (72) Б.Е .Гидон, Б.С.Крылов, В.В.Куниловский, А.Т.Ефимов и В.Н.Чертков (53) 669.14.018.258.2-194(088.8) (56) 1. Сталь 4Х5МФ1С ГОСТ 5950-73.

2. Авторское свидетельство СССР к 648648, кл. С 22 С 38/38, 1979. (54)(57) lllTAMIIOBAH СТАНЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости, твердости и толщины азотируемого слоя, она дополнительно содержит алюминий, медь, кальций и церий при;следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Углерод 0,37-0,55

Кремний 0,3-0 5

Марганец 13-20

Хром 3-7

Молибден 1-2

Ванадий 1,0-1, 5

Апюминий 0,5-1,0

Медь 0,5-1,0

Кальций 0,01-0,05

Церий О, 10-0, 15

Железо Остальное

1145047

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству материалов для литого инструмента горячего деформирования, работающего в условиях повышенного износа и смятия гра- 5 вюры, например при горячем объемном деформировании различных металлических материалов, в том числе и труднодеформируемых, а также для штампового инструмента, используемого при 10 холодном прессовании, когда от стали требуются не только высокие износостойкость и вязкость основы, но и немагнитность, например при прессовании в магнитном поле ферромагнитных порошков.

Известна штамповая сталь марки

4Х5МФ1С )1j .

Указанная сталь обладает сравнительно невысокой теплоустойчивостью щ (650 ), что предопределяет невысоо кую стойкость изготовленного из нее инструмента в результате пластической деформации наиболее нагруженных элементов гравюры, а также износа, особенно при штамповке деталей из труднодеформируемых материалов. Спо— собом химико-термической обработки в этом случае не удается существенно повысить стойкость инструмента, так как тонкий поверхностно-упрочненный слой разрушается вследствие смятия гравюры.

Известна штамповая сталь (2), имеющая следующий химический состав, 35 мас.7:

Углерод 0 5-0,6

Кремний 0,85-1,05

Марганец 14,5-16,0

Хром 9,5 — 10 5

Молибден 1, 7-2,0

Ванадий 1,3-1,5

Бор 0,004 вЂ,008

Железо Остальное

Эта сталь наиболее близка к описываемой по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком стали являются неудовлетворительные ударная вязкость, твердость и толщина азотируемого

50 слоя.

Цель изобретения — повышение ударной вязкости, твердости и толщины азотируемого слоя стали.

Указанная цель достигается тем, 55 что штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий и железо, дополнительно содержит алюминий, медь, кальций и церий при следующем соотношении, мас.X:

Углерод 0,37-0,55

Кремний 0,3-0,5

Марганец 13-20

Хром 3-7

Молибден 1,0-2,0

Ванадий 1,0-1,5

Алюминий 0,5-1,0

Медь 0 5-1,0

Кальций О, 01-0, 05

Церий 0,1 — 0,15

Железо Остальное

Добавка в сталь алюминия и меди способствует повышению значений твердости и толщины азотированного слоя, а введение кальция и церия — измельчению первичных карбидов,.что сопровождается повышением ударной вязкости металла.

Сталь выправляют в индукционной печи в тигле с основной футеровкой (емкость тигля — 60 кг) и разливают в сухие земляные формы типа "клин" по ГОСТ 977-55.

Образцы для определения ударной вязкости и проведения азотирования изготавливают иэ центра отливок и подвергают термической обработке: закалка с температур 1100-1150 С и старение при 700-750оС на максимальные значения твердости.

В табл. 1 приведены составы известной и предлагаемой стали; в табл. 2 — свойства сталей.

В частности, в табл. 2 отражено влияние ионного азотирования по оптимальному режиму (600 С, 15 ч) на распределение микротвердости в упрочненном слое иеследуемых составов.

Предлагаемый состав обеспечивает такое соотношение вязкости основы, твердости и толщины азотированного слоя, при которых аустенитная теплоустойчивая сталь становится штамповым материалом широкого назначения, предназначенным для эксплуатации при горячем объемном деформировании и холодном прессовании, в том числе ферромагнитных бариевых порошков в магнитном поле.

Применение предлагаемой азотируемой стали с аустенитной структурой повышает работоспособность штампов, в 2-3 раза по сравнению с известной.

1145047 О с.

С; л

I I I I

1 !

< сч а оо о (о «ч

Ф I л л л л л

v О О О О О о

Г»

Ф х. «I о о х о о

Щ с } а со л л о о л л 1 л с} о со л л сч о

Ю л сч о

Ф а

1 О о

С>

С} л с о а л л

«с} л сч

OO л х х

«1

К а о

Ф х х а

О л

t«}

О л с! } со î о л л л

О О сЧ

« ч

О л

» сч о (.Р о о

О}

«} сч л л л о о о с } л

О О л ь

° л} 1

«п 1

I о

uD 1

О с}

О О «с} с

««! с«} л л о о о л с! ъ. ь х

Ф х

Е»

Ф

Ф м» ф ж

1 &

1 О

Π— — — -!

1 1

1 1

1 (—

v о

Й I Х 1

I 1 !

- — — — («(! о

Е I х 1

Ф 1 и 1 и

Ф I

Ц

1 1

1 1

e I

Х I

Ю Я

Ы 1

P 1

»

В 1! } а л O - сч л л л л 1 о о — o

««

««} «О O «»} л л ° л л о о — о

CO 1 с} Ю о о о о о л л л

О О О О О

1145047

Таблица2

Твердость поверхности азотированного слоя, ГПа

Ударная вязкость, Дж/см, при темпе ратурах испытания, С

Твердость после термической обработки, HRC

Сталь

20 500

Известная

11,0

41-43

Предлагаемая

12,5

140

63

140

12,7

140

12 7

15

10,5

100

76

12,0

140

*3a эффективную толщину азотированного слоя принята толщина слоя. с микротвердостью свыше 7,0 ГПа. б

Составитель Л.Суязова

Редактор Л.Веселовская Техред А.Бабинец Корректор И.Муска

Заказ 1122/21 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

36-37

40-42

42-44

31-33

45-46

Толщина азотированного слоя*, мкм