Инструментальная сталь SKD11: свойства, термическая обработка и характеристики

SKD11 — японская инструментальная сталь для штампов. Твердость после термообработки: HRC 58–60. Высокоуглеродистый высокохромистый легированный инструментальный сталь. После термообработки: высокая твердость, хорошая шлифуемость, высокая закаляемость, хорошая размерная стабильность. Хорошая обрабатываемость, мелкие равномерные карбиды. Благодаря специальной добавке молибдена и ванадия — нет риска закалочных трещин.

Специфические свойства SKD11

• A) Высокая теплопрочность и вязкость, хорошая износостойкость, легкая резка;
• B) Холодоштемповочная сталь с хорошим балансом прочности, вязкости и теплостойкости;
• C) Вакуумная дегазация и выплавка — исключительно чистое внутреннее качество;
• D) Хорошая обрабатываемость;
• E) Хорошая закаляемость, закаляется на воздухе, нет риска закалочных трещин;
• F) Очень малая деформация при термообработке, малый закалочный перекос. Идеальна для точных штампов;
• G) Превосходная износостойкость, идеальна для вырезных штампов из нержавейки или высокотвердых материалов;
• H) Хорошая вязкость;
• I) Длинный ресурс штампа и стабильные характеристики;
• J) Легкая обработка, малая деформация при термообработке.

Применение

Листы толщиной ≤ 6 мм, высокоэффективные вырезные штампы. Ковки, штамповки, различные ножницы, вкладыши лезвий, столярные лезвия, резьбонакатные ролики, износостойкие ползуны, холодные штамповки заголовков, формы для термореактивных смол, высокоточные измерительные инструменты и другие штампы глубокой вытяжки и холодного экструзионания.

Режимы применения SKD11 (справочно)

1. В состоянии «закалка + отпуск»
2. «Закалка + глубокое охлаждение + отпуск» (для высоких требований к точности и размерной стабильности)
3. «Закалка + отпуск + азотирование» (для высоких требований к поверхностной твердости)
4. Криогеническая обработка: для максимальной твердости и размерной стабильности сразу после закалки охлаждают до -70…-80 °C, выдерживают 3–4 часа, затем отпускают. Твердость после криогеники на 1–3 HRC выше обычной термообработки. Для сложных и крупных деталей криогеника может вызвать трещины.
5. Азотирование: после азотирования на поверхности образуется закаленная структура с высокой твердостью и определенной коррозионной стойкостью.
6. После азотирования при 525 °C поверхностная твердость ~1250 HV. Влияние времени на глубину насыщенного слоя: 20 ч — 0,25 мм; 30 ч — 0,30 мм; 60 ч — 0,35 мм.
7. После мягкого азотирования при 570 °C поверхностная твердость ~950 HV. Обычно 2 часа дают закаленный слой 10–20 мкм. При шлифовке заготовок штампов или работе в состоянии низкотемпературного отпуска легко образуются шлифовальные трещины. Для профилактики: малые приемы шлифования многократно, хорошее водяное охлаждение.

При электроэрозионной резке сложных или крупных штампов трещины часто возникают на последнем проходе провода.

Для профилактики рекомендуют газовую закалку и высокотемпературный отпуск для снятия термических напряжений, или предварительную обработку полостей на заготовке штампа.

Термическая обработка

Закалка: предварительный нагрев 700–750 °C, затем 1000–1050 °C, охлаждение в неподвижном воздухе. Если толщина инструмента > 6 дюймов (150 мм), лучше нагреть до 980–1030 °C и закалить в масле.

Отпуск: нагрев 150–200 °C, выдержка, охлаждение на воздухе. Твердость: выше HRC 61.

Отжиг: нагрев 800–850 °C, выдержка 1–3 часа, медленное охлаждение в печи.

Ковка: 900–1050 °C.

Химический состав

• C: 1,40–1,60%
• Si: 0,40%
• Mn: 0,50%
• Cr: 11,00–13,00%
• Mo: 0,80–1,20%
• V: 0,30%