52) 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 и 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 штамповая 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 в штам­пах (прессформах) для лйтья под давлением. Нагрев рабочей поверх­ности формы расплавленным металлом и охлаждение водой внутрен­них частей формы вызывают значительные 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.

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

Ввиду многочисленных и разнообразных требований предъявляемых к штампам в зависимости от их назначения, применяют стали различных марок, начиная от простых углеродистых и кончая сложнолегированными.

Широкое применение для холодных штампов получили высокохромистые стали(12% Cr при 1-1,5% С), обладающие высокой износоустойчивостью, повышенной теплопроводностью, малой деформируемостью при термической обработке и некоторыми другими особыми свойствами.

Ме, применяемый для горячих штампов должен иметь:

Жаропрочность. Ме должен обладать высоким пределом текучести и высоким сопротивлением износу при высоких температурах.

Теплостойкость. Высокие жаропрочные свойства не должны снижаться под длительным воздействием температуры, металл горячих штампов должен устойчиво сопротивляться отпуску.

Термостойкость. Материал штампа должен обладать высокой разгаростойкостью или, высоким сопротивлением термической усталости.

Вязкость. Деформирование металла при штамповке сопровождается ударными воздействиями этого Ме на штампы, поэтому Ме штампов должен обладать известной вязкостью.

Прокаливаемость. Штамп, для получения хороших свойств по всему сечению, должен прокаливаться глубоко.

Отпускная хрупкость. Сталь должна быть минимально чувствительной к этому пороку.

Слипаемость. При значительном давлении горячий Ме может прилипать к Ме штампа, и после отсоединения может частично разрушаться поверхность.