Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая Х12ВМФ

Сталь инструментальная штамповая марки Х12ВМФ: описание, свойства и применение

Сталь Х12М – это высоколегированная инструментальная штамповая сталь, обладающая исключительной износостойкостью, высокой прочностью и хорошей прокаливаемостью. Благодаря своему химическому составу и специальной термической обработке, она демонстрирует отличные эксплуатационные характеристики в условиях повышенного абразивного износа и значительных нагрузок. Эта марка стали широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления инструмента, предназначенного для холодной деформации металлов.

Свойства стали Х12М:

• Высокая износостойкость: Карбиды хрома и молибдена в структуре стали обеспечивают превосходную устойчивость к абразивному износу, что позволяет инструменту сохранять свои режущие и формообразующие свойства в течение длительного времени.
• Высокая прочность: Легирование хромом, молибденом и ванадием значительно повышает прочность стали, позволяя ей выдерживать высокие нагрузки и деформации без разрушения.
• Хорошая прокаливаемость: Высокое содержание легирующих элементов обеспечивает глубокую прокаливаемость стали, что позволяет получать твердость по всему сечению даже для крупных деталей.
• Минимальная деформация при термообработке: Сталь Х12М обладает низкой склонностью к короблению и изменению размеров при закалке и отпуске, что упрощает процесс изготовления точных деталей.
• Умеренная обрабатываемость резанием: Сталь Х12М относится к труднообрабатываемым материалам, однако современные методы резки и обработки позволяют эффективно изготавливать детали сложной формы.
• Стойкость к отпускной хрупкости: Сталь Х12М обладает высокой стойкостью к отпускной хрупкости, что позволяет использовать инструмент при повышенных температурах без потери прочности и вязкости.

Расшифровка обозначения стали Х12М:

• Х – указывает на наличие хрома в составе стали.
• 12 – указывает на приблизительное содержание хрома в процентах (около 12%).
• М – указывает на наличие молибдена в составе стали.

Химический состав стали Х12М (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	1.40 - 1.65
Хром (Cr)	11.00 - 12.50
Молибден (Mo)	0.40 - 0.60
Ванадий (V)	0.15 - 0.35
Марганец (Mn)	0.15 - 0.45
Кремний (Si)	0.10 - 0.40
Никель (Ni)	До 0.35
Медь (Cu)	До 0.30
Сера (S)	До 0.030
Фосфор (P)	До 0.030

Механические свойства стали Х12М:

Механические свойства стали Х12М зависят от режима термической обработки. Приведем примерные значения для закаленной и отпущенной стали:

• Твердость (HRC): 59-64 HRC (после закалки и отпуска)
• Предел прочности (σв): 880-1180 МПа (в зависимости от режима термообработки)
• Предел текучести (σт): 680-980 МПа (в зависимости от режима термообработки)
• Относительное удлинение (δ5): 1-3%
• Относительное сужение (ψ): 3-8%
• Ударная вязкость (KCU): 10-30 Дж/см²

Физические свойства стали Х12М:

• Плотность: 7700 кг/м³
• Температура ковки: Начало 1150 °C, конец 850 °C.
• Температура отжига: 830-850 °C
• Коэффициент линейного расширения:
  • (20-100°C) 11.7 * 10-6/°C
  • (20-200°C) 12.3 * 10-6/°C
  • (20-300°C) 12.8 * 10-6/°C
  • (20-400°C) 13.1 * 10-6/°C
• Теплопроводность:
  • при 20°C - 24.3 Вт/(м*°C)
  • при 100°C - 24.7 Вт/(м*°C)
  • при 200°C - 25.5 Вт/(м*°C)
  • при 300°C - 26.4 Вт/(м*°C)
  • при 400°C - 27.2 Вт/(м*°C)
• Удельная теплоемкость: 460 Дж/(кг*°C) при 20°C
• Модуль упругости: 210 ГПа

Области применения стали Х12М:

Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам, сталь Х12М нашла широкое применение в различных отраслях промышленности, где требуется инструмент, способный выдерживать интенсивный абразивный износ и высокие нагрузки. Основные области применения:

• Холодная штамповка: Изготовление вырубных, пробивных, гибочных и формовочных штампов для обработки листового металла.
• Волочение: Производство волочильных досок и оправок для волочения проволоки и труб.
• Калибровка: Изготовление калибрующих инструментов для точной обработки металлических деталей.
• Прессование: Производство матриц и пуансонов для прессования порошковых материалов и пластмасс.
• Резка: Изготовление ножей для холодной резки металла, бумаги, картона и других материалов.
• Деревообработка: Производство ножей для деревообрабатывающих станков, рубанков, фуганков и других инструментов.
• Производство метизов: Изготовление штампов для производства болтов, гаек, винтов и других крепежных изделий.
• Изготовление пресс-форм: Производство сложных пресс-форм для литья пластмасс и цветных металлов под давлением (для неагрессивных сред).
• Производство медицинского инструмента: Изготовление хирургических инструментов, требующих высокой износостойкости и прочности.
• Текстильная промышленность: Изготовление ножей для резки текстильных материалов.
• Производство абразивного инструмента: Использование в качестве материала для изготовления роликов и шариков для дробеструйной обработки.

Виды металлопроката из стали Х12М:

Сталь Х12М поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет выбрать оптимальную заготовку для конкретной детали:

• Круг: Используется для изготовления валов, осей, пуансонов, оправок и других деталей вращения.
• Полоса: Используется для изготовления ножей, штампов, плашек и других плоских деталей.
• Квадрат: Используется для изготовления корпусных деталей, рычагов и других элементов конструкций.
• Лист: Используется для изготовления штампов, матриц, ножей и других плоских деталей больших размеров.
• Проволока: Используется для изготовления пружин, сеток и других изделий.
• Поковки: Используются для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и износостойкости.

ГОСТы, регламентирующие сталь Х12М и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 5950-2000: Сталь сортовая инструментальная. Общие технические условия. (Этот ГОСТ определяет химический состав, механические свойства и другие требования к стали Х12М).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 4405-75: Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.
• ГОСТ 7417-75: Круги калиброванные стальные. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 1133-71: Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 1435-99: Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия (Может распространяться на прутки из стали Х12М).
• ГОСТ 1577-93: Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной и углеродистой стали общего назначения. Технические условия (В редких случаях лист из стали Х12М может соответствовать требованиям этого ГОСТа).

Операции в цехах, выполняемые с использованием материалов из стали Х12М:

В различных цехах промышленных предприятий сталь Х12М используется для изготовления инструмента и оснастки, применяемой в следующих операциях:

• Механическая обработка (механообрабатывающий цех):
  • Токарная обработка: Изготовление деталей вращения (оси, валы, втулки) с использованием резцов из стали Х12М.
  • Фрезерная обработка: Изготовление корпусных деталей, штампов, матриц с использованием фрез из стали Х12М.
  • Шлифовальная обработка: Доводка поверхностей деталей до высокой точности с использованием шлифовальных кругов с абразивными зернами из стали Х12М.
  • Сверление: Создание отверстий с использованием сверл из стали Х12М.
  • Расточка: Увеличение диаметра отверстий с использованием расточных резцов из стали Х12М.
  • Нарезание резьбы: Создание резьбовых соединений с использованием метчиков и плашек из стали Х12М.
  • Электроэрозионная обработка (ЭЭО): Формирование сложных профилей и полостей в деталях из стали Х12М с использованием электродов-инструментов из меди или графита.
• Кузнечно-прессовый цех (штамповочный цех):
  • Холодная штамповка: Изготовление деталей из листового металла (корпуса, кронштейны, шайбы) с использованием штампов из стали Х12М.
  • Вырубка: Отделение контура детали от листа с использованием вырубных штампов из стали Х12М.
  • Гибка: Изменение формы заготовки с использованием гибочных штампов из стали Х12М.
  • Формовка: Придание заготовке сложной формы с использованием формовочных штампов из стали Х12М.
  • Волочение: Уменьшение диаметра проволоки или трубы с использованием волочильных досок и оправок из стали Х12М.
  • Калибровка: Точная обработка размеров детали с использованием калибрующих штампов из стали Х12М.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов и пресс-форм: Полный цикл производства штампов и пресс-форм из стали Х12М, включающий механическую обработку, термообработку, шлифовку и сборку.
  • Ремонт и восстановление инструмента: Восстановление изношенных или поврежденных штампов и пресс-форм из стали Х12М.
  • Заточка инструмента: Заточка режущего инструмента (резцы, фрезы, сверла) из стали Х12М.
• Литейный цех:
  • Изготовление пресс-форм для литья пластмасс и цветных металлов под давлением: Использование стали Х12М для производства пресс-форм, обеспечивающих высокую точность и долговечность при литье.
• Термический цех:
  • Термическая обработка заготовок и деталей из стали Х12М: Закалка, отпуск, отжиг и другие виды термической обработки для достижения требуемых механических свойств.

В заключение, сталь Х12М является незаменимым материалом для изготовления инструмента, работающего в условиях интенсивного износа и высоких нагрузок. Ее широкое применение в различных отраслях промышленности обусловлено уникальным сочетанием свойств, таких как высокая износостойкость, прочность и прокаливаемость. Правильный выбор режима термической обработки и грамотное применение позволяют максимально реализовать потенциал этой стали и обеспечить длительный срок службы инструмента.