Легированный круг из Х12Ф1 изготовлен по ГОСТ 5950-2000 и относится к инструментальной штамповой стали. Диаметр проката 20 мм, класс точности В2. Материал предназначен для изготовления инструмента холодной штамповки, работающего при вырубке, просечке и холодном выдавливании.
Сплав Х12Ф1 для холодноштампового инструмента
Основу химического состава формируют углерод 1,25–1,45 % и хром 11–12,5 %. Высокое содержание углерода обеспечивает твердость и износостойкость после термической обработки. Хром повышает прокаливаемость и стойкость к окислению. Ванадий 0,7–0,9 % стабилизирует карбидную фазу и увеличивает твердость закаленного металла.
Содержание кремния 0,1–0,4 %, марганца 0,15–0,45 %. Серу и фосфор ограничивают уровнем до 0,03 % каждого. Никель допускается до 0,4 %, медь до 0,3 %. Сочетание легирующих элементов определяет способность материала сохранять острые кромки и форму рабочих частей при многократных циклах нагружения.
Назначение марки связано с производством сложного режущего и формующего инструмента. Из нее изготавливают дыропрошивные матрицы со сложной конфигурацией, пуансоны и матрицы вырубных и просечных штампов, волоки для волочения проволоки, профилировочные ролики, накатные плашки, эталонные шестерни и секции кузовных штампов.
Технический стандарт и состояние поставки
ГОСТ 5950-2000 устанавливает требования к химическому составу, размерам, предельным отклонениям, твердости, качеству поверхности и контролю партии инструментального проката. По документу выпускают горячекатаные, кованые и калиброванные прутки круглого и квадратного сечения, а также полосы и мотки.
Круглый прокат может поставляться в состоянии после отжига или высокого отпуска с твердостью, соответствующей марке и подгруппе назначения. Для подгруппы а, предназначенной для горячей обработки давлением и холодного волочения, твердость не превышает НВ 255. Изделия подгруппы б поставляют для холодной механической обработки с твердостью, подходящей для резания.
Размеры и предельные отклонения регулируются соответствующим сортаментом. Для горячекатаного круглого проката применяют ГОСТ 2590, для калиброванного, ГОСТ 7417 или ГОСТ 8559. Качество поверхности зависит от способа производства: горячекатаные и кованые изделия выпускают с группами 2ГП, 3ГП или 4ГП, калиброванные, с группами Б или В.
Класс точности В2 и геометрические допуски
Класс точности В2 определяет ширину диапазона фактических размеров проката относительно номинального диаметра. В обозначении В2 буква указывает на систему нормирования отклонений, цифра задает уровень точности изготовления. Такое исполнение обеспечивает стабильность геометрии, достаточную для механической обработки и изготовления инструмента с заданными посадками.
При обработке резанием припуск на точение или шлифовку рассчитывают с учетом предельных отклонений по диаметру и овальности, установленных для класса точности. Для получения размера в пределах допуска на деталь необходимо сопоставить отклонения проката с требованиями рабочего чертежа. Калиброванный круг может быть изготовлен по квалитетам h11 или h12, что дополнительно сужает диапазон отклонений и снижает припуск.
Прямолинейность, скручивание и качество поверхности проверяют по правилам стандарта. Для калиброванного исполнения нормируют шероховатость и наличие поверхностных дефектов. Изделия со специальной отделкой поверхности могут поставляться в группах В, Г или Д с дополнительными требованиями к состоянию наружного слоя.
Применение круга из Х12Ф1 в производстве инструмента
Материал используют для деталей, работающих без значительного нагрева. Матрицы и пуансоны холодного выдавливания, изготовленные из этой стали, выдерживают давление до 1400–1600 МПа при формовке цветных металлов и низкоуглеродистых сталей. Волоки для калибровки проволоки сохраняют профиль рабочей зоны при многократных проходах.
Для изготовления инструмента круг проходит термическую обработку. Закалка проводится с температуры около 1000–1040 °C в масле или на воздухе. После закалки выполняют отпуск при температуре 150–200 °C для снятия напряжений и получения рабочей твердости HRC 60–62. Структура закаленного металла состоит из мартенсита и карбидов, обеспечивающих износостойкость режущих кромок.
Свариваемость материала не применяется для сварных конструкций, что указано в справочных данных. Изделия изготавливают механической обработкой из отожженных или высокоотпущенных заготовок с последующей термической обработкой готовых деталей. Сталь не склонна к отпускной хрупкости и не чувствительна к флокенам.
Критические точки и режимы термической обработки
Критические точки определяют температурные интервалы фазовых превращений. Для марки Х12Ф1 точка Ac1 составляет 810 °C, Ac3 или Acm, 860 °C, Ar3 или Arcm, 780 °C, Ar1, 760 °C. Точка Mn указана на уровне 225 °C. Эти данные используют при расчете режимов нагрева и охлаждения.
Температура закалки выбирается выше Ac3 или Acm для растворения избыточных карбидов и получения мелкозернистой структуры. Скорость охлаждения должна обеспечить прокаливаемость по всему сечению заготовки. Для деталей сложной формы применяют ступенчатую закалку с охлаждением в расплавленных солях или масле повышенной температуры, чтобы снизить термические напряжения.
Отпуск при 150–200 °C частично снимает напряжения и стабилизирует размеры. Твердость после низкого отпуска остается на уровне HRC 60–62, что необходимо для вырубных и просечных штампов. При необходимости получить более вязкую структуру применяют средний отпуск при 300–400 °C, снижающий твердость до HRC 56–58 и повышающий ударную вязкость.
Заказ и поставка легированного круга
При заказе указывают марку стали, диаметр, класс точности, длину, состояние поставки и требования к качеству поверхности. Для калиброванного исполнения дополнительно согласовывают квалитет и группу отделки. Если технология изготовления инструмента требует суженных пределов химического состава или контроля неметаллических включений, такие условия фиксируют в заказе.
Партия круглого проката сопровождается документом о качестве, содержащим результаты проверки химического состава, размеров, твердости и качества поверхности. По требованию заказчика могут быть проведены дополнительные испытания макроструктуры, величины зерна, обезуглероженного слоя и карбидной неоднородности. Контроль выполняют по методам, установленным стандартом и ссылочными документами.
Упаковка, маркировка и транспортирование регулируются разделом 7 стандарта. Калиброванную продукцию и изделия со специальной отделкой поверхности хранят в закрытых складских помещениях для защиты от коррозии и механических повреждений. Купить легированный круг из Х12Ф1 по ГОСТ 5950-2000 класса точности В2 можно в компании Федерация металла в Екатеринбурге.