Способ обработки формообразующего инструмента

Способ обработки формообразующего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(61) Дополнительное K авт. айви@-8$ (51)М. Кл.

С 21 0 9/22

С 21 D 1/78 (22) Заявлено 040477 (21) 2470789/22-02 с п)ги ое,аин@нием заявки gо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621 ° 785. 79 (088.8) Опубликовано 050679. Бголлетеиь ¹ 21

Дата опубликования описания 05.06.79 (72} Авторы изобретения

Е . И. Понк ратин, А . Н. Рав ин и Э . Ш. Суходрев (71 Заявитель

Физико-технический институт АН Белорусской ССр (54 ) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ФОРМООБРАЗУЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к обработке металлов, а именно к термической обработке формообразующего инструмента, применяемого для процессов горячего прессования, волочения, штамповки металлов и сплавов .

В процессе эксплуатации инструмент для горячего и теплого деформирования подвергается неравномерному разогреву, причем наиболее инте нсив но разогрев ае тс я гравюра и прилегающий к ней поверхностный слой, обусловливая быстрый износ инструмента.

Такой инструмент изготавливают и=специальных штамповых и быстрорежущих сталей, обладающих повыненной теплостойкостью.

Известен способ термической обработки, включающий сквозной нагрев до температуры на 60-80 С ниже принятой температуры закалки, последующий поверхностный нагрев рабо— чей поверхности на 40-80 С выше принятой температуры закалки, закалку и отпуск (1) .

К недостаткам известного способа при обработке формообразующего инструмента иэ штамповых сталей относяя тс я недос таточная прочность наружного слоя; отсутствие буферной зоны с повыше н ной в я экос т ью для гашения трещин, зарождающихся на гравюре; рост зерна в гравюре и снижение ее механических характеристик в результате ее перегрева на 40-80 С выше температуры закалки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки, включагощий сквозной нагрев под закалку,закалку,отпуск и химикотермическую обработку (21.

Этот способ также не обеспечивает гашения микротрещин, зарождающихся на гравюре, и требуемых прочностных свойств,так как сквозная закалка на повышенную прочность не обеспечивает максимальной износостойкости гравюры; а сквозная закалка на повышенную теплостойкость приводит к снижению прочности и вязкости в объеме инструмента.

Целью изобретения является повышение стойкости формообразующего инс трумен та.

Для достижения поставленной цели предлагается способ обработки формообразующего штампового инструмента, например матриц для горячего прессования, включающий сквоэ—

666? 08 4

15

40

65 ной нагрев инструмента, закалку, отпуск и аэотирование, в котором, сквозной нагрев осущес твляют до достижения температуры на наружной поверхнос ти, рав ной Ae + (230-330 ), а на пригравюрном слое на 50-100 С ниже, .после чего производят поверхностный нагрев гравюры со скоростью 30-100 C/ñåê до температуры о на 30-100 С выше температуры наружной поверх нос ти.

Изобретение пояс няе тс я чертежом.

При скорости нагрева меньше о

30 С/сек глубина прогрева гравюры превышает толщину разупрочняющего слоя инструмента, возникающего за счет его разогрева при эксплуатации. При этом, с одной стороны, увеличивается толщина теплостойкorо, но обладающего пониженной прочностью и повышенной хрупкостью слоя, с другой с тороны, уменьшаетс я толщина вязкого слоя и не обеспечивается возможность получения непосредственно эа теплостойким слоем буферной эоны, что приводит к поломке инструмента и преждевременному выходу ег о из строя (кривая 2 — распределение температуры перед закалкой при скорости местного нагрева гравюры 25 C/ñåê) .

Повышение скорости нагрева выше указанных пределов, с одной стороны приводит к уменьшению толщины теплостойкого слоя, вследствие уменьшения глубины прогрева (см.кривая

3 — распределение температуры перед закалкой при скорости местного нагрева гравюры 125 С/сек), а с другой стороны, — вызывает необходимость увеличения температуры закалки на 1 50-200 С по сравнению с обычно принятой температурой закалки на повышенную теплостойкость, а такой режим соответствует нагреву в области образования жидкой фазы (например, для высоколегированных инструментальных сталей), что может привести к оплавлению инструмента.

Невозможно также избежать перегрева гравюры инструмента при попыт-, ке создания эоны повышенной теплостойкости за счет выдержки.

Благодаря такой термической об— работке в инструменте образуется несколько слоев (зон) с различными механическими свойствами. Металл в зоне 1 имеет повышенную прочность, в зоне — П повышенную вязкость, в . зоне 1U (переходная зона) — прочнос тные свойства такие же, ка в зоне 1, и в зоне iv — повышенную теплостойкость.

Такой инструмент обладает повышенной стойкостью За счет более благоприятного распределения механических свойств по сечению.. Трещины, возникающие в процессе эксплуатации инструмента в слое, прилегаю.щем к гравюре, локализуются в более вязком слое (эона Д ), и инструмент сохраняет пригодность к эксплуатации более длительное время.

Пример. Осуществляли термическую обработку матриц из стали

Зл2Б8Ф для горячего прессования стали. Наружный диаметр матрицы

100 мм, диаметр формообразующего канала 30 мм, высота - 40 мм. Матрицу нагрев али токами высокой час то ты, причем проводили вначале сквозной нагрев с помощью наружного индуктора до достижения наружной поверхностью температуры ).090 C,à на гравюре 990 С за время = 120 сек, затем включали внутренний индуктор большей мощности и с его помощью разогревали гравюру и прилегающий к ней поверхностный слой со скоростью 60 С/сек до достижения на гравюре температуры 1160 С, после чего отключали нагрев и погружали матрицу в масло. Мощность индукторов и время их включения для обеспечения заданного режима нагрева определяли на образцах-свидетелях в ходе специальных экспериментов.

Отпуск матрицы осуществляли при о

620 С, О, 2 час. Затем гравюру матрицы подвергали азотированию на глубину 0,3 мм.

Благодаря проведенной термичес— кой обработке получали наиболее благоприятноее рас пределе ние св ойс тв по сечению матрицы. При испытаниях с тойкос ть так их матриц оказалось на

3 0-4 ОВ в ыше, чем с тойк ос ть ма триц, подвергнутых обычной термооб работке с последующим азотиров анием, причем полностью исключен выход матриц из строя из-эа поломок, обусловленных распространением трещин, зарождающихся на гравюре.

Формула изобретения

Способ обработки формообразующего инструмента, например, матриц для горячего прессования, включающий сквозной нагрев под закалку,закалку, отпуск и химико-термическую обработку,отличающийся тем,что, с целью повышения стойкости инструмента, сквозной нагрев осуществляют до достижения температуры на наружной поверхности равной Ае (230330 С), а на пригравюрном слое на

50-100 С ниже, после чего производят поверхнос тный нагрев гравюры со скоростью 30-1 00 С/сек до температуры на 3 0-1 00 С в ыше темпера туры наружо ной поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка 9 2345781/22-02, С 21 Р 9/22, 08. 04. 76, пс которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

2. Геллер Ю. A. Инструментальные стали, M., Металлургия, 1975, с. 481-482.

666208

«Редактор Е.Бра чикова

Заказ 3098/20

С ос тав и тель Р. Клыков а

Тех саед С, Мигай Коррек тор М.

Тираж 652 Подпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

113035 Москва, Ж-35 Ра шская «наб д.4 5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîpoä, ул.Проектная,4