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 (пресс-формах) для литья под давлением. Нагрев рабочей поверхности формы расплавленным металлом и охлаждение водой внутренних частей формы вызывают значительные напряжения. Сталь, применяемая для пресс-форм, 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.
Помимо состава, штамповая сталь должна, как и все прочие стали, иметь определенную структуру.
В качестве примера сталей для штамповки металла в холодном состоянии можно привести стали Х12 и Х12МФ. Химический состав этих сталей дан в таблице:

1

Сталь Х12 используется для производства холодных штампов высокой устойчивости против истирания, не подвергающихся сильным ударам и толчкам; волочильных досок, глазков для калибрования пруткового металла под накатку резьбы, гибочных и формовочных штампов, сложных секций кузовных штампов, матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов, штамповки активной части электрических машин и т. д.
Из стали Х12МФ производят профилировочные ролики сложных форм, секции кузовных штампов сложных форм, сложные дыропрошивные матрицы при формовке листового металла, эталонные шестерни, накатные плашки, волоки, матрицы и пуансоны вырубных просечных штампов со сложней конфигурацией рабочих частей, штамповки активной части электрических машин.
По своей структуре эти штамповые стали похожи на быстрорежущие, в них совершаются превращения по тому же типу. Структуры сталей Х12 и Х12МФ показаны на рис.1 и 2. Структура: мартенсит и карбиды. На рисунках 1,а и 2,а показана структура с однородными по размеру карбидами. На рис.1,б и 2,б карбиды неоднородны по размерам.

структура стали Х12 структура стали Х12, карбидная неоднородность
                                      а                                             б

 Рисунок 1. Структура стали Х12: а – карбиды однородны по размерам, б – неоднородны.

структура стали Х12МФ структура стали Х12МФ, карбидная неоднородность
                                      а                                          б

Рисунок 2. Структура стали Х12МФ: а – карбиды однородны по размерам, б – неоднородны.

Вверх