Пуансон, пластина и вставка: где 9ХС, У8 и SK5 расходятся

Пуансон с твёрдой оболочкой и мягкой сердцевиной и вырубная пластина, поведённая после закалки в воде, приходят из одной заявки, где в графе материала написано «сталь 9хс или аналог». Углерод у 9ХС, У8 и SK5 лежит около 0,8–0,9 %, и по этой цифре марки часто считают взаимозаменяемыми. Дальше — составы по ГОСТ 5950-2000, ГОСТ 1435-99 и JIS G 4401, прокаливаемость по сечению, состояние поставки прутка и ленты и условия, при которых замена в простом вырубном инструменте проходит. Конструктор переносит правило на свой эскиз, снабженец сверяет сертификат: пруток 9ХС, пруток У8 и лента SK5 — разные продукты.

Где в вырубке стоят 9ХС, У8 и SK5

Простой вырубной штамп собирает нагрузку на нескольких деталях, и марку обсуждают по каждой отдельно. Тонкая вырубная пластина и толстый пуансон — разные задачи: у пластины работают сквозная твёрдость по небольшой толщине и плоскостность, у пуансона — твёрдость по рабочему сечению и поведение кромки на контуре. Туда, где прокаливаемости углеродистой марки уже не хватает или кромка греется на серии, ставят сталь 9хс. У8 оставляют на малом сечении простого контура. SK5 чаще приходит лентой под сменный элемент, и к марке добавляется состояние ленты.

Пластину, пуансон, окно матрицы и сменную вставку описывают разными свойствами. Ниже у каждого одно свойство, которое решает стойкость сильнее совпадения углерода в сертификате.

• Вырубная пластина — толщина сечения. Тонкий лист прокаливается и на углеродистой марке, толстая плита на той же марке оставляет мягкую сердцевину.
• Пуансон — сложность контура. Узкий перешеек и острый угол собирают закалочное напряжение: среда охлаждения решает трещину раньше совпадения углерода.
• Матричное окно — допуск плоскостности. Водная закалка коробит плиту сильнее масляной, и окно уходит из допуска до сборки штампа.
• Сменная вставка — разогрев кромки на серии. Трение на ходе вырубки поднимает температуру кромки и отпускает её, если марка слабо держит твёрдость.

Сталь 9ХС, У8, У8А и SK5: состав по стандартам

Совпадает у трёх марок только порядок по углероду. Строку стали 9хс читают как легированную инструментальную: марку регулирует ГОСТ 5950-2000. У8 и У8А — нелегированные инструментальные, их регулирует ГОСТ 1435-99. SK5 — углеродистая инструментальная, её регулирует JIS G 4401. На части сертификатов та же строка углерода 0,80–0,90 % обозначена SK85: в чертёж переносят имя из сертификата партии и сверяют его с таблицей указанной редакции.

Таблицу читают построчно. У 9ХС кремний 1,20–1,60 % и хром 0,95–1,25 % — это легирование. У У8 кремний 0,17–0,33 %, хром в легирование не входит. Диапазоны углерода У8 (0,75–0,84 %) и 9ХС (0,85–0,95 %) стоят встык. SK5 (0,80–0,90 %) перекрывается по содержанию углерода с У8 и заходит в низ диапазона 9ХС. У8А сохраняет углерод, кремний и марганец У8 и лишь ужесточает пределы серы и фосфора относительно У8: ориентир сверки — S не более 0,018 и P не более 0,025 против 0,028 и 0,030. Прокаливаемость от буквы «А» не вырастает.

Почему близкий углерод не уравнивает 9ХС, У8 и SK5

Углерод задаёт потолок твёрдости мартенсита, поэтому на тонкой полностью закалённой кромке 9ХС, У8 и SK5 могут показать близкую твёрдость. Инструмент этим не уравнивается. Расходятся четыре механизма, и каждый доходит до рабочей кромки вырубки. Слово «аналог» в заявке — имя ошибки: оно склеивает механизмы в одну складскую позицию.

• Легирование хромом и кремнием у 9ХС. Сталь 9ХС превышает по прокаливаемости сталь У8: хром и кремний позволяют маслу взять умеренное сечение. Кремний сдвигает температуры закалки вверх относительно У8 и усиливает обезуглероживание при нагреве. Для кромки это сквозная твёрдость в масле либо мягкий обезуглероженный слой, если нагрев шёл без защиты.
• Среда охлаждения при закалке. Сталь 9ХС закаливается в масле, сталь У8 закаливается в воде, SK5 как углеродистая тоже идёт в воду. Для окна и кромки: водная закалка на резком переходе сечения даёт трещину, масло на углеродистой марке оставляет недокалённую сердцевину.
• Устойчивость против отпуска при разогреве кромки. Хром и кремний 9ХС держат твёрдость при локальном нагреве дольше углеродистой матрицы У8 и SK5. Для кромки это ранний отпуск на серии: кромка садится, заусенец растёт.
• Стандарт и форма поставки SK5. Сталь SK5 перекрывается по углероду со сталью У8, регулируется JIS G 4401 и часто приходит лентой. Для кромки это чужой сертификат: нет плавки и нет пометки, отожжена лента или уже термообработана.

Прокаливаемость и сечение пластины и пуансона

Прокаливаемость ограничивает рабочее сечение пуансона. Пока сердцевина мягкая, кромка сидит на податливом основании и садится под нагрузкой вырубки, хотя замер у поверхности уже выглядит годным. Хром и кремний поднимают прокаливаемость 9ХС относительно У8 и SK5, поэтому углеродистая марка на толстом сечении оставляет мягкую сердцевину. Правило для эскиза качественное: его проверяют по контуру и толщине своей детали, а не по чужой миллиметровой цифре.

Тонкая вырубная пластина простого контура и пуансон малого сечения допускают углеродистую марку, если вода прокаливает сечение насквозь и контур переживает закалочное напряжение. Толстая плита, окно с резким переходом и кромка, которая греется, остаются на 9ХС.

Состояние поставки: отжиг, твёрдость, обезуглероживание

Снабженец сравнивает не три «марки стали», а три разных продукта: пруток по ГОСТ, полосу и часто уже термообработанную ленту. Пруток и полоса 9ХС в отжиге — изделие ГОСТ 5950-2000, пруток и полоса У8 — изделие ГОСТ 1435-99. У обоих твёрдость отожжённого проката и глубина обезуглероженного слоя ограничены таблицей на размер. Число HB берут из строки этого размера. Ориентир сверки, который часто стоит в таблице отжига: У8 не выше 187 HB, 9ХС не выше 241 HB. Глубину обезуглероженного слоя берут из той же таблицы на диаметр или толщину и закрывают припуском.

Лента SK5 по JIS G 4401 расходится на два продукта с одним именем. Отожжённая лента фрезеруется мягкой: припуск оставляют на обезуглероживание при последующей закалке и на коробление. Лента после закалки и отпуска приходит твёрдой: фрезеровка кромки ограничена, основной съём переносят на шлифовку, припуск под закалочное коробление уже сидит в геометрии ленты. В сертификате читают марку, стандарт, плавку, твёрдость поставки и обезуглероженный слой. У ленты SK5 отдельно видно, отожжена она или уже прошла термообработку.

Припуск на обезуглероженный слой и коробление снимают шлифовкой после отпуска: кромка и посадочные размеры выходят в чертёж уже с твёрдости, заданной картой.

Закалка стали 9ХС и отдельные циклы У8 и SK5

Запрос «закалка стали 9хс» закрывает один справочный маршрут марочника: нагрев 840–860 °C, охлаждение в масле, затем отпуск. Источник режима — марочник, не пункт поставки. ГОСТ 5950-2000 в части поставки описывает отожжённый прокат, твёрдость и обезуглероженный слой, а не цеховую карту.

Тот же нагрев и то же масло на У8 и SK5 дают другой результат. Масло охлаждает углеродистую марку медленнее, чем нужно для сквозной твёрдости: на сечении, где 9ХС прокаливается, У8 и SK5 оставляют более мягкую сердцевину. Нагрев углеродистой марки до 840–860 °C с последующей водой укрупняет зерно и поднимает риск трещины. У8 ведут своим циклом: нагрев 780–800 °C, охлаждение в воде, отпуск. У SK5 углеродистый цикл — нагрев ниже, чем у 9ХС, охлаждение в воде; градус берут из марочника по редакции сертификата и записывают в карту.

Закалка задаёт твёрдость кромки вырубной пластины, отпуск эту твёрдость сдвигает. Низкий отпуск даёт максимум твёрдости кромки и минимум вязкости. Подъём отпуска снимает твёрдость и добавляет вязкость. Пару «температура отпуска — твёрдость» фиксируют в карте под требуемую кромку. Цикл согласует заказчик со своим термистом: исполнителя закалки чертёж назначает отдельно.

В какой вырубке замена марки допустима

В служебную записку уходят условия, и для У8 вместо 9ХС они выполняются вместе. Контур тонкий и простой. Сечение прокаливается насквозь при закалке в воде. Заменитель и новый цикл записаны в чертеже. Толстая плита, окно с резким переходом сечения и кромка, которая греется на серии, остаются на 9ХС: здесь работают прокаливаемость и устойчивость против отпуска. SK5 подставляют при совпадении химии с JIS G 4401 и ясном состоянии ленты — отожжена она или уже прошла закалку и отпуск. Замена — новый маршрут, а не складская подстановка под прежним шифром.

1. Сечение и контур. Тонкий простой контур открывает У8 и годную по химии SK5. Толстое сечение и резкий переход оставляют 9ХС.
2. Допуск плоскостности и риск коробления. Вода коробит плиту с окном сильнее масла. Жёсткий допуск при водной закалке закрывают припуском либо оставляют 9ХС.
3. Твёрдость кромки и разогрев на серии. Кромку, которая греется, оставляют на 9ХС. Короткая серия без разогрева на малом сквозном сечении допускает углеродистую марку.
4. Сертификат и состояние поставки. У прутка 9ХС и У8 читают плавку и отжиг по своему ГОСТ. Ленту SK5 допускают с пометкой, отожжена она или уже термообработана.
5. Запись заменителя и нового цикла закалки в чертёж. Рядом с маркой стоят стандарт, разрешение замены и режим: нагрев, среда, отпуск. Прежний шифр 9ХС при другом цикле деталь уже не описывает.

Какие поля чертежа фиксируют марку и заменитель

Марку в производстве не меняют молча. В IRONEX (ООО «Разар», Чебоксары, поставки по РФ) плиты, пуансоны и сменные вставки идут в запуск, когда поля ниже уже стоят в чертеже и в заявке. Закалку согласует заказчик со своим термистом: отдельного участка термообработки в маршруте нет, после отпуска деталь приходит на механическую доводку.

• Марка и стандарт. Для 9ХС — ГОСТ 5950-2000, для У8 или У8А — ГОСТ 1435-99, для ленты — строка JIS G 4401 с тем обозначением, какое стоит в сертификате.
• Заменитель. Либо «допустим» с именем марки и циклом закалки, либо «не предусмотрен». Слово «аналог» без имени и цикла заявку не закрывает.
• Твёрдость после отпуска и место замера. Кромка вырубной пластины и тело пуансона — разные точки: сердцевина пуансона может остаться мягче кромки.
• Припуск на шлифовку под обезуглероживание и коробление. Припуск перекрывает слой и увод геометрии; глубину слоя берут из таблицы стандарта на размер.
• Требование к обезуглероженному слою на готовой кромке. Иначе мягкая кромка проходит по размеру и садится на первой тысяче ходов.

Плиты и сменные вставки с уже зафиксированными маркой и заменителем запускаем на деталях пресс-форм. Пуансон, вырубную пластину и вставку с составом и циклом закалки из заявки делаем через изготовление деталей по чертежам. Пустая графа материала или одно слово «аналог» возвращают чертёж на уточнение до раскроя заготовки.