Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 6ХС

Сталь инструментальная штамповая марки 6ХС: описание, свойства и применение

Сталь 6ХС – это легированная инструментальная сталь, предназначенная для изготовления штампов холодной деформации, работающих с умеренными ударными нагрузками и повышенным износом. Эта марка отличается высокой твердостью, прочностью, износостойкостью и достаточной вязкостью, что позволяет ей успешно справляться с задачами формоизменения металла в холодном состоянии. Сталь 6ХС хорошо поддается закалке и отпуску, что позволяет получить оптимальное сочетание твердости и вязкости для конкретных условий эксплуатации.

Свойства стали 6ХС:

• Высокая твердость: Обеспечивает стойкость к износу и деформации при работе с абразивными материалами.
• Высокая прочность: Позволяет выдерживать значительные нагрузки без разрушения.
• Износостойкость: Продлевает срок службы инструмента, снижая затраты на его замену.
• Умеренная вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение инструмента при ударных нагрузках.
• Хорошая прокаливаемость: Обеспечивает равномерную твердость по сечению изделия после термообработки.
• Незначительная деформация при закалке: Упрощает процесс изготовления и повышает точность готового инструмента.
• Стойкость к отпускной хрупкости: Сохраняет прочностные характеристики после отпуска при повышенных температурах.
• Хорошая обрабатываемость резанием в отожженном состоянии: Упрощает процесс изготовления заготовок.

Химический состав стали 6ХС (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.55 - 0.65
Хром (Cr)	0.70 - 1.00
Кремний (Si)	0.90 - 1.20
Марганец (Mn)	0.10 - 0.40
Никель (Ni)	до 0.40
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.030
Фосфор (P)	до 0.030

Расшифровка обозначения:

• 6: Указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,6% C).
• Х: Обозначает наличие хрома (Cr).
• С: Обозначает наличие кремния (Si).

Механические свойства стали 6ХС (в зависимости от режима термообработки):

• Твердость (HRC): Обычно в диапазоне 58-62 HRC после закалки и отпуска. Значение может варьироваться в зависимости от конкретного режима термообработки и требуемых свойств.
• Предел прочности (временное сопротивление) (σ_в, МПа): Около 1800-2200 МПа после закалки и отпуска.
• Предел текучести (σ_т, МПа): Около 1600-2000 МПа после закалки и отпуска.
• Относительное удлинение (δ, %): Около 5-10% после закалки и отпуска.
• Относительное сужение (ψ, %): Около 10-20% после закалки и отпуска.
• Ударная вязкость (KCU, Дж/см²): Около 20-40 Дж/см² после закалки и отпуска.

Важно: Механические свойства стали 6ХС сильно зависят от режима термообработки (температуры закалки и отпуска, времени выдержки). Для достижения требуемых свойств необходимо строго соблюдать технологический процесс термообработки.

Физические свойства стали 6ХС:

• Плотность (ρ, кг/м³): 7850 кг/м³ (приблизительно)
• Модуль упругости (E, ГПа): 210 ГПа (приблизительно)
• Коэффициент линейного теплового расширения (α, 10^-6/°C): 11.7 (20-100°C)
• Теплопроводность (λ, Вт/(м*°C)): 33 (при 20°C)
• Удельная теплоемкость (c, Дж/(кг*°C)): 460 (при 20°C)
• Электрическое сопротивление (ρ, мкОм*м): 0.24 (при 20°C)

Области применения стали 6ХС:

Сталь 6ХС широко используется для изготовления инструментов и деталей, работающих в условиях холодной деформации:

• Штампы холодной высадки: Для производства крепежных изделий (болтов, винтов, гаек) на автоматических линиях.
• Вырубные и пробивные штампы: Для изготовления деталей из листового металла.
• Гибочные штампы: Для придания необходимой формы металлическим заготовкам.
• Волочильные доски: Для производства проволоки и прутков.
• Калибры: Для контроля размеров изготавливаемых деталей.
• Ролики холодной прокатки: Для формоизменения металла методом прокатки.
• Пресс-формы для литья пластмасс под давлением (для неагрессивных материалов): Ввиду невысокой стоимости и достаточной прочности.
• Ножи для резки металла: Применяются в различных отраслях промышленности.
• Инструмент для обработки дерева: Ножи, стамески, резцы (при соответствующей термообработке).
• Измерительный инструмент: Шаблоны, плитки, калибры.
• Детали машин и механизмов: Втулки, оси, валы, работающие при умеренных нагрузках и повышенном износе.

Виды металлопроката из стали 6ХС:

Сталь 6ХС поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления широкого спектра инструментов и деталей.
• Полоса: Применяется для изготовления штампов, ножей и других плоских деталей.
• Квадрат: Используется в качестве заготовок для изготовления инструмента и деталей, требующих высокой прочности.
• Лист: Применяется для изготовления штампов, вырубных матриц и других плоских деталей больших размеров.
• Кованые заготовки: Используются для изготовления крупногабаритных деталей сложной формы.

ГОСТы, регламентирующие сталь 6ХС и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 5950-2000 "Сталь сортовая инструментальная нелегированная и легированная. Общие технические условия": Определяет химический состав, механические свойства и требования к качеству стали 6ХС.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент": Регламентирует сортамент круглого проката из стали 6ХС.
• ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент": Регламентирует сортамент полос из инструментальной стали, включая 6ХС.
• ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент": Регламентирует сортамент кованого круглого и квадратного проката из стали 6ХС.
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент": Регламентирует сортамент калиброванного круглого проката из стали 6ХС.
• ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент": Регламентирует сортамент полосового проката.
• ГОСТ 1435-99 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной и легированной стали. Общие технические условия": Распространяется на прутки, полосы и мотки из инструментальной стали, включая 6ХС.
• ГОСТ 19265-73 "Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия": Хотя данный ГОСТ регламентирует быстрорежущие стали, он может содержать полезную информацию о требованиях к металлопрокату из инструментальных сталей.

Операции в цехах с использованием стали 6ХС:

Сталь 6ХС используется в различных операциях в цехах, занимающихся обработкой металла:

• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Изготовление деталей вращения (валы, оси, втулки) на токарных станках.
  • Фрезерная обработка: Изготовление деталей сложной формы (штампы, пресс-формы) на фрезерных станках.
  • Шлифовальная обработка: Доведение поверхности деталей до требуемой шероховатости и точности размеров на шлифовальных станках.
  • Электроэрозионная обработка (ЭЭО): Изготовление сложных полостей в штампах и пресс-формах.
  • Сверление, растачивание, зенкерование, развертывание: Получение отверстий требуемого диаметра и точности.
• Термическая обработка:
  • Закалка: Нагрев стали до определенной температуры и быстрое охлаждение для повышения твердости.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости.
  • Отжиг: Нагрев стали до определенной температуры и медленное охлаждение для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.
  • Нормализация: Нагрев стали до определенной температуры и охлаждение на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.
• Кузнечно-прессовое производство:
  • Ковка: Изготовление заготовок сложной формы методом деформации металла под ударами молота или пресса.
  • Штамповка: Изготовление деталей из листового металла с использованием штампов.
  • Высадка: Изготовление крепежных изделий (болтов, винтов, гаек) на высадочных автоматах.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление штампов: Весь комплекс операций, включающий проектирование, механическую обработку, термическую обработку и сборку штампов для холодной деформации.
  • Изготовление пресс-форм: Весь комплекс операций, включающий проектирование, механическую обработку, термическую обработку и сборку пресс-форм для литья пластмасс под давлением.
• Ремонтное производство:
  • Восстановление изношенных деталей: Наплавка, шлифовка, полировка для восстановления размеров и формы изношенных деталей.
  • Изготовление запасных частей: Производство деталей для замены вышедших из строя.

Рекомендации по выбору стали 6ХС:

При выборе стали 6ХС необходимо учитывать следующие факторы:

• Условия эксплуатации инструмента: Нагрузки, температура, абразивность обрабатываемого материала.
• Размеры и форма детали: Для крупногабаритных деталей требуется сталь с высокой прокаливаемостью.
• Требуемые механические свойства: Твердость, прочность, вязкость.
• Технологические возможности предприятия: Наличие оборудования для термообработки и механической обработки.

 

Сталь 6ХС – это универсальная инструментальная сталь, обладающая хорошим сочетанием твердости, прочности и вязкости. Благодаря своим свойствам, она широко используется для изготовления инструментов и деталей, работающих в условиях холодной деформации. Правильный выбор режима термообработки позволяет получить оптимальные свойства для конкретных условий эксплуатации. При выборе стали 6ХС необходимо учитывать все факторы, влияющие на работу инструмента, и строго соблюдать технологический процесс изготовления.