Штамповая сталь Советский патент 1984 года по МПК C22C38/32 

vl VJ

:с vj

Нэобретен1те относится к металлургии, а именно к составам инструментальных сталей, предназначенных для изготовления штампов горячего деформирования;

Известна штамповая сталь 5ХГМ (гост 5950-73) ij следующего химического состава, вес.%:

Углерод 0,50v.iO,60

Марганец 1,20...1,60

Кремний О,25...О,б5

Хром О,60...О,90

Молибден О,15...О,30

Железо Остальное

Недостатками стали являются иизкие теплостойкость, устойчивость пртив перегрева, прокаливаемость, износостойкость и повыиенная склонность к отпускной хрупкости.

Наиболее близкой к предложенной стали по технической сущности и достигаемому эффекту является штамповая сталь 2J , содержаиая, вес.%:

Углерод 0,35-0,42

Кремний 0,75-0,95

Марганец 0,6-0,8

Хром 1,2-1,5

Молибден 0,2-0,35

Ванадий 0,25-0,4

Бор 0,01-0,003

Ниобий 0,02-0,06

Алюминий До 0,03

.Железо Остальное

Недостатком стали является низка износостойкость.

Цель изобретения - повЕЛление изЧ носостойкости стали.

Э.та цель достигается тем, что штамповая сталь, содержащая углерод кремний, марганец, хром, ниобий,алюминий ,.ванадий, молибден, бор и железо, дополнительно содержит титан и. кальций при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Углерод 0,50-0,60

Кремний 0,5-1,5

Марганец 1,0-2,0

Хром 1,0-3,0

Ниобий 0,01-0,06

Алюминий 0,015-0,050

Ванадий 0,3-1,5

Молибден 0,05-0,3

Бор 0,001-0,01

Титан 0,01-0,03

Кальций 0,005-0,05

Железо Остальное

В стали может быть остаточное содержание азота (0,05-0,005 %).

Для исследования свойств предложенной стали проводят отливку опытных плавок в индукционной печи. 5 Химический состав отлитых плавок предложенной стали приведен в табл..

Слитки весом 50 кг проковывают на заготовку ф 75 мм, из которой изготавливают образцы для исследования 0 механических свойств и теплостойкости при комнатной и повышенной температурах. Стойкостные испытания проводят на кривошипно-штамповочном прессе усилием 4000 т.е. при штамповке дета5 ли 403-290-4056/57.

Образцы для механических испытаний закаливают в масле и отпускают в соляной ванне.

Режимы термической обработки и ре0 зультаты испытаний представлены в табл.2.

Теплостойкость стали определяют по температуре 4-часового отпуска. Результаты исследования теплостой5 кости приведены в табл.3.

В табл.4 представлены составы исследуемых известной и предложенной сталей.

0 Штамровые стали выплавляют в индукционной печи. Сталь разливают на слитки-электроды сечением 230х х230 мм. Слитки-электроды переплавляют на печи ЭШП ОКБ 1155 Б в кристаллизатор сечением 360x360 мм. Слитки разрезают на штамповые кубики сечением 320x360x360 мм, из которых изготавливают штампоЕый инструмент на деталь 245-33. Штампы из предложенной и известной стали после закал0 ки от 93ос и 880°С и высокого отпуска имеют твеплость на гравюре соответственно cJotH 3,15 и 3,0 мм.

Испытания проводят на молоте с ве-.

5 сом падающей части 2 т. На штампе из предложенной стали до износа гравюры изготовлено 2700 поковок, а на .штампе из известной стали - всего 2100.

0 Ожидаемый экономический эффект от использования предложенной стали для изготовления штампового инструмента горячего деформирования составит 23 руб. на тонну инструмента. Номер. С Г Мп Г Si I 10,50 1,00,5 20,55 1,51,0 30,60 2,01,3 40,59 2,01,5 50,59 0,9 0,4 60,59 2,1 1,6 Температура,с закалки отпуска испытаний870 480 20 400 600 890 480 20 400 600 20 890 480 400 600 Содержание элементов, мас.% Сг Г Мо TV Г Т1 IB I Nb 1 Al 1 Са Г Fe 1,00,050,30,01 0,Q01 0,01 0,015 Остальное 1,50,151,00,025 0,007 0,025 0,02 0,01 1,80,252,30,03 0,009 0,03 0,03 0,02 3,00,301,50,03 0,01 0,06 0,050 0,05 0,9 0,04 0,2 0,009 0,0009 0,01 0,010 0,004 3,1 0,4 1,6 0,04 0,02 0,07 0,065 0,06 Механические характеристики Стойкость (Зг « 8 л S V твер- шт кгс/мм кгс/мм ,% ,% кгс/цость, 137,2 151,1 22,0 36,0 4,1 41,5 3100 98,1 100,5 26,0 62,0 4,8 78,5 85,3 70,0 75,0 6,9 140,5 155,3 14,0 36,1 4,5 100,2 115,4 28,0 40,5 4,9 41,0 3230 79,1 88,4 69,5 73,4 7,6 142,3 156,4 16,0 37,1 4,8 98,1 116,4 32,5 40,9 5,2 41,0 3150 81,0 90,4 70,2 74,5 7,9 Таблица 1 Таблица 2 инструмента,I/смнЯС

ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ, включающая углерод, кремний, марганец, хром, ниобий, алюминий;ванадий, молибден, бор и железо, отличающаяс я тем, что, с цепью повышения износостойкости, она дополнительно содержит титан и кальций при следующем соотношении компонентов, мас,%: 0,5-0,6 Углерод 0,5-1,5 Кремний 1,0-2,0 Марганец 1,0-3,0Хром 0,01-0,06 Ниобий 0,015-0,050 Алюминий 0,3-1,5 Ванадий 0,05-0,3 Молибден 0,001-0,01 Бор 0,01-0,03 Титан 0,005-0,05 Кальций Железо Остальное

S90 480 20 i42j3 157,4 400 99,9 118,3 600 82,0 95,4

3190 17,1 36,2 ,9 41,0 33,5.40,8 5,6 69,3 75,0 8,2

Продолжение табл, 2