Основные стали, применяемые для изготовления ударных метрологических клейм методом промышленной гравировки
Для проставления результатов поверки на средства измерений (СИ) широко применяется маркировка специальными символами, наносимая посредством удара. Для формирования оттиска используются специальные метрологические инструменты – ударные клейма.
В соответствии требованиям стандарта они должны:
- оставлять легко читаемое, чёткое, выпуклое изображение, сохраняющееся на протяжении всего срока, установленного между поверками;
- иметь высокий ресурс эксплуатации, составляющий не менее 1000 клеймений;
- отличаться удобством и высокой износостойкостью в активной работе;
- быть устойчивыми к зазубриванию, расклёпыванию и механической деформации.
Клейма подвергаются механической обработке на фрезерных станках с ЧПУ, что позволяет добиться очень четкого оттиска. Поскольку рабочие поверхности поверительных клейм в процессе эксплуатации испытывают большую ударную нагрузку, то к выбору материалов для их изготовления предъявляются жёсткие требования по показателям твёрдости, термодинамической и циклической прочности, ударной вязкости и термостойкости.
Инструментальные углеродистые стали
Оптимальным соотношением демократичной стоимости и высоких технологических характеристик для изготовления ударных метрологических инструментов обладают высокоуглеродистые, нелегированные стали марки У7-У10 (ГОСТ 1435-90). Чтобы придать материалу твёрдость и износостойкость, его подвергают обязательной прерывистой закалке в высокотемпературной печи.
Широкое применение этих марок стали обусловлено простым производством, податливостью термической обработке и, в отличие от других сплавов, их:
- повышенной прочностью, так как на долю железа приходится 97%,
- пластичностью и однородностью благодаря отсутствию вторичных карбидов,
- устойчивостью к механическим ударам за счёт оптимального баланса твёрдости 58-63 по шкале Роквелла.
Сталь марки У7-У10 применяется в условиях, не вызывающих большого разогрева рабочей поверхности.
Легированные сплавы
Используются при изготовлении инструмента более ответственного назначения, чем из углеродистых сталей. Для чёткой чеканки мелких шрифтов предпочтение отдаётся легированным сталям глубокой прокаливаемости ХВГ, 9ХС, которые имеют повышенное содержание хрома (0,6-1,7%) с совместным присутствием в их составе марганца, кремния и вольфрама.
Легирующие элементы обеспечивают ударным клеймам:
- высокую размерную стабильность при термообработке,
- повышенную вязкость для предупреждения завалов рабочей поверхности,
- хорошую усталостную прочность при изгибе, кручении и контактном нагружении.
Для улучшения износостойкости и поверхностной твёрдости этих сплавов иногда необходима дополнительная химико-термическая обработка (азотирование, нитроцементация и пр.).