Способ обработки штампов для горячего деформирования

Способ обработки штампов для горячего деформирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 С 21 D 8/00 9/22

Ф

3lj

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2)) 3706947/22-02 (22) 02.03.84 (46) 07.01.86. Бюл. Р I (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) М. С. Кенис, К. М. Шишов, В. П. Кондрашова, Г. Б . Беленький, В. В. Бакал, Л. В. Трошина и Ю. В. Прокофьев (53) 621.785.79(088.8) (56) Геллер Ю, А. Инструментальные стали, М.: Металлургия, 1983, с. 527.

Инструментальные стали. Справочник. — M,: Металлургия, 1977, с. 168.

Авторское свидетельство СССР

В 985086, кл. С 21 D 8/00, 1980. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ШТАМПОВ ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ, преимущественно из стали с карбидным,.ЗК 1203116 А упрочнением, включающий горячую деформацию, закалку, ступенчатый изотермический отжиг с выдержкой в на- о чале выше Ас на 30-50 С, а затем ниже Ас< для распада аустенита на ферритоперлитную смесь, нагрев под окончательную закалку, закалку и отпуск, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения работоспособности, горячую деформацию производят в одном направлении, выдержку для распада аустенита на ферритоперлитную смесь осуществляют ниже

Ас, на 100-120 С, нагрев под окончательную закалку проводят до температуры на 30-50 С выше принятой, а Ж о отпуск на твердость — 50-54 HRC.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что горячую дефор- С мацию производят ковкой или выдавливанием.

12031!6 2

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке сплавов, и может быть использовано в машиностроении, металлургической промышленности и в других областях, где используются штампы и изделия из сталей средней и повышенной теплостойкости.

Целью изобретения является повышение работоспособности штамповых сталей для горячего деформирования.

Предлагаемый способ включает нагрев заготовок под горячую деформацию до рекомендуемых для каждой стали температур и пластическую деформациюковку без перепутывания волокна, либо штамповку выдавливанием гравюры штампа, причем деформация может завершаться при любой температуре интервала деформируемости, затем после подстуживания заготовок для исключения появления трещин осуществляется закалка в масле; смягчающий отжиг для механической обработки осуществляется изотермически с выдержками

Ас + (20-30) C и Ac, — (100-1? 0) D C до полного распада аустенита; окончательная закалка осуществляется при температурах, превышающих рекомендуемые на 30-50 С, а отпуск— на твердость 50-54 HRC в течение

2 ч.

Назначение более низкой температуры распада аустенита позволяет сократить длительность выдержки для завершения аустенито-перлитного распада, так как в указанном интервале температур обычно лежит критическая скорость распада аустенита. При этом получаются более дисперсные, равномерно распределенные в матрице карбиды, которые хорошо растворяются при нагреве под закалку. Кроме того, установлено, что после указанной термообработки заметно улучшается обрабатываемость материала резанием.

Для большинства сталей температура распада аустенита составляет о

680-750 С, в зависимости от температуры Ас! (например, у 4ХЗВФ- †«Ас! =

=800 С рекомендуется температура распада аустенита Т = 700 С).

Р

Повышение температуры распада (т.е. расширение интервала сверху на о

20 С) может привести к большему огрублению выделений — карбидов, интерметаллидов, что нежелательно.

О

Понижение температуры Т на 20 С

1Q

15 0

ЗО

4О

55 мом 70-6505Б из стали 4ХЗВМФ. При этом следует заметить, что наличие клейма на переходе тарелки в очко приводит к резкому увеличению трения заготовки о гравюру матрицы, дополни! (т. е. расширение интервала снизу) может привести к получению повышенной твердости при отжиге.

Пример. Распад аустенита стали 4ХЗВМФ происходит при Т

=660 С вместо Т =700 С, диаметр отпечатка по Брйннелю составил

3,6-3,7 мм вместо 4,0-4,1 мм, т.е. твердость стали возросла с

2)70-2290 до 2690-2850 МПа. В итоге стало невозможным обрабатывать заготовки резцом.

При повышении температуры Т до

740 С, во-первых, ухудшается обрабатываемость: стружка становится более вязкой. Во-вторых, в процессе нагрева под закалку приходится увеличить длительность выдержки деталей в соляной ванне с 7 до 8 мин, для получения той же твердости после отпуска. В противном случае твердость снижается на 1 HRC. Это связано с тем, что более грубые карбиды требуют большей длительности для растворения и получения достаточной легированности матрицы.

Назначение повышенных температур закалки связано с тем, что в предварительно закаленном после пластической деформации материале структура более устойчива к перегревам.

Это позволяет получить большую насыщенность матрицы легирующими элементами при сохранении высокой плотности дислокаций и среднезернистой структуры. Отсюда и возможность повышения теплостойкости и разгаростойкости при более полном растворении легирующих элементов. Для получения необходимой стадии распада пересыщенного при закалке мартенсита осуществляется отпуск при повышенных температурах. Кроме того, полученная в результате предлагаемой обработки однородная структура обладает более высокой вязкостью. Поэтому штампы могут применяться с более высокой твердостью — 50-54 HRC по сравнению с рекомендуемыми — 4749 HRC или 42-43 HRC что увеличит ,сопротивление смятию.

Изготавливают 150 матриц второй операции для горячей штамповки выдавливанием на КГШП клапанов с клей1203)! 6

)О

20

Предлагаемый

1 Воздух 1140 600 2

2600 2000

2100 1564

1140 600 1

1070

600 2 2900 1810

600 1 2800 )812

600 2 3200 231)

600 1 3100 2333

600 2 3500 2466

600 ) 4900 3180

1070

Масло 1140 1140

1070

1070

Известный

1100 1000 !

100 810

1020 460 1

460 1

Воздух 1020

ВНИИПИ За)<аз 8553 Тираж 552 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 тельному разогреву матрицы и интенсификации износа, Поэтому повышение стойкости указанных матриц является важной задачей.

120 штук из общего числа матриц делят на 8 групп по 15 шт. каждая и обрабатывают известными и предлагаемым способами.

Дополнительно испытывают матрицы о с температурой закалки 1050 С и

T,„= 570 С. Они показали среднюю стойкость.

Результаты стойкостных испытаний, определяющих работоспособность инструмента, обработанного по предлагаемому и известным способам, представлены в таблице 1.

Из представленных данных видно, что на стойкость инструмента при горячем выдавливании клапанов оказывают существенное влияние как условия охлаждения после пластической

П вЂ” кратность отпуска. деформации, так и параметры последующей термообработки.

Практически по всем вариантам термообработки охлаждение в масло позволяет получить более высокие значения стойкости, чем для аналогичных рехммов на поковках, охлажденных в ящиках. Зто подтверждает целесообразность применения ускоренного охлаждения. Однако стойкость не в меньшей степени зависит и от режима последующей термообработки.

Из таблицы видно, что повышение о температуры закалки Т с )020 С (ре9 комендуется для стали 4ХЗВМФ) до о

1070 С приводит к росту стойкости более, чем на 50K. Дальнейшее увеличение Т до 1140 С приводит к уменьшению стойкости. Эти результаты подтверждают целесообразность повышения о

Т на 30-50 С по сравнению с рекомен9 дуемыми в литературе для штамповых сталей °