Способ изготовления матрицы вырубного штампа

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)4 В 21 D 37/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3737790/25-27 (22) 07.05.84 (46) 15.06.86. Бюл, Ф 22 (72) А.П.Семенов, С.В.Петряев, О.Н.Лангин и А.С.Мордасов (53) 621.735(088.8) (56) Романии В.И. и др. Основные конструкторские, технологические и организационные рекомендации .по применению сплава ЭКБ при изготовлении штампов для холодной листовой штамповки. M.: ВНИИМИ, 1973. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЦЫ

ВЫРУБНОГО ШТАМПА, заключающийся в предварительном формировании матри.цы с использованием в качестве модели пуансона с нанесением на него временным покрытием, установке и закреплении матрицы с пуансоном в матричную обойму, отделении пуансона от матрицы и доводке рабочего отверстия матрицы, отличающийся тем,что, с целью повышения стойкости матрицы и улучшения качества штампуемых деталей, временное покрытие наносят на пуансон путем осаждения иэ водного раствора слоя химического никеля толщиной, соответствующей технологическому зазору между матрицей и пуансоном производят пассивирование этого слоя на воздухе, затем поверх полученного слоя со стороны рабочей части пуансона на участке длиной, равной высоте матрицы, осаждают неравномерный по толщине в виде конуса, соответствующего профилю рабочего отверстия матрицы в его продольном сечении, слой электролитического никеля при постепенном извлечении пуансона из электролита и корректировки режима электроосажцения,повторно пассивируют и на конической части полученного покрытия производят электролитическое осаждение рабочего и конструкционного слоев матрицы.

1237280

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в инструментальном производстве машиностроительных отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение стойкости матрицы и улучшение качества штампуемых деталей.

На фиг, схематично изображен пуансон с гальванопластическим покрытием; на фиг. 2 — гальванопластическая матрица и способ крепления формообраэукщих элементов штампа.

Способ осуществляется следующим образом.

Изготовляют металлический пуансон

1 механической обработкой, затем на рабочую поверхность пуансона осаждают слой 2 химического никеля, соот-. ветствующий по толщине технологическому зазору между матрицей и пуансоном. Этот слой пассивируют на воздухе с образованием окисной пленки.За- тем на пуансон неравномерно осаждают слой металла по длине пуансона в процессе его извлечения из электро.лита 3, профиль которого в дальнейшем оформляет и профиль рабочего и провального окон матрицы. Далее поверхность электролитического осадка паунсона пассивируют на воздухе с. образованием окисной пленки 4 И про изводят электроосаждение,рабочего и конструкционного слоев матрицы 5.

После механической обработки пуансона с наращенным осадком, не отделяя пуансон от матрицы,их устанавливают соответственно в матричную плиту б и на пуансонодержатель 7 на эпоксидный клей 8. После согласования матрицы с пуансоном отделяют пуансон от матрицы и удаляют материал временного покрытия 9 из .гальванопластичес- кой матрицы 10. Затем механической обработкой производят доводку размеров и профиля рабочего отверстия матрицы.

Пример 1. По пуансону, изготовленному из стали У10А с твердостью HRC 56-58, изготовляя матрицу беэзазорного вырубного штампа для штамповки деталей из молибденовой ленты (марки И4) толщиной 0,1 мм.Вначале на пуансон наносили слой из никеля, соответствующий зазору между матрицей и паунсоном, путем осаждения химического никеля нз водного раствора, который является также раз!

О !

5 делительным слоем. Подготовка поверхности металлического пуансона перед . нанесением покрытия включила обезжиривание бензином, промывку в горячей проточной воде, обеэжиривание венской известью промывку в холодной проточной воде, активацию в

10Х-ном растворе соляной кислоты в течение 10-30 с, промывку в холодной проточной воде и промывку в дистиллированной воде. После этого пуансон погружали в раствор химического никелирования с РН 6,1-6,2 следующего состава, г/л:

Никель сернокислый

Гипофосфит . натрия

Уксуснокислый натрий

Толщина осаждаемого слоя состав.ляла 57. от толщины штампуемой детали„ т.е. 5 мкм. Осаждение производили в термостойком химическом стакане емкостью 1000 мл, который был помещен, в ультратермостат. Осаждение химического никеля производили при температуре раствора 86-88 С. Скорость осаждения при этом составля ла " 20 мкм/ч при плотности загрузки 0,4-0,6 дм /л. После осаждения

2 химического никеля на пуансон наноси ли временное покрытие, обеспечивающее в процессе изготовления матрицы конусность рабочего отверстия матрицы. В качестве материала покрытия был выбран электролитический никель ввиду низкой кислотности .сульфаматного электролита, с которым не кор:родирует материал пуансона,и легкой пассивируемости воверхностного слоя никеля .на воздухе. Подготовка поверхности пуансона с нанесенным слоем химического .никеля перед электроосаждением никеля включала обезжиривание венской известью, промывку холодной проточной водой и промывку дистиллированной водой. Завешивание пуансона в ванну никелнрования производили на специальном приспособлении, которое позволяло .удерживать Ю пуансон в строго вертикальном положении в течение всего цикла наращивания. Аноды марки НПАН завешивали .в гальваническую ванну параллельно пуансону. Величина межэлектродного расстояния оставалась постоянной во всех опытах и составляла 150 мм.

Состав электролита и режимы осаждения:

1237280

0,8-1,0

20-22 4

После осаждения рабочего слоя из электролита никель-кобальт толщиной.

1,5 мм осаждали конструкционный слой из сернокислого электролита меди 50 толщиной 8,5 мм. Состав электролита и режимы осаждения:

Медь сернокислая,г/л 200-220

Кислота серная,г/л 50-70

Спирт. этиловый,мл/л 5-10

Катодная плотность тока,А/дм 1-3

Температура, С 18-25

Никель сульфаминовокислый, г/л 340-360

Никель двухлористый, г/л 3-5

Кислота борная,г/л 30-35

Натрий лаурилсульфат, г/л 0,1-1,0 рН 4,0

Катодная плотность тока, А/дм 2

Во время осаждении никеля для создания конуса пуансон медленно из влекали из электролита, корректируя ,при этом режим электроосаждения в соответствии с площадью погруженной 15 в электролит части пуансона.

Углы наклона сс, и P- соответственно принимали 10 и 2 при этом максимальная толщина электроосажденного никеля на рабочей и нерабочей 20 частях пуансона (оформляющая соответственно рабочее и провальное окна матрицы) составляла соответственно

11 и 30 мкм..После создания конуса поверхность осадка пассивировали . 25 на воздухе (чтопозволяло в дальнейшем легко отделить рабочий слой матрицы от материала временного покрытия), обезжиривали венской известью, промывали в холодной и дистиллиро.ванной воде. На подготовленный таким образом паунсон осаждали рабочий слой из сернокислого электролита сплава никель-кобальт. Состав электролита и режимы осаждения:

Никель сернокислый,г/л 200

Кобальт сернокислый,г/л . 19

Натрий хлористый,г/л 15

Кислота борная,г/л 30

Паратолуолсульфамид,г/л 0,1 40

Натрий лаурилсульфат, г/л О, 1 рН 4,8-5,2

Катодная плотность тока, А/дм

Температура, С

Никель сульфаминовокислый,г/л

Никель двухлорис340-360

Затем пуансон с гальванопластическим осадком механически обрабатывали, создавая промежуточную базовую поверхность. После механической обработки пуансон и матрицу устанавливали в пуансонодержатель 7 и матричные плиты 6 на эпоксидном компаунде 8 (фиг. 2) следующего состава, вес.ч.:

Эпоксидно-диановая смола с содержанием эпоксидных групп 207. 100

Полиэтиленполиамины 13,5

Графит коллоидный 10

Пуансон извлекали из матрицы 10, удаляли материал временного покрытия и производили окончательную сборку формообразующих элементов штампа.

Твердость режущих кромок изготовленной матрицы соответствовала HRC 52.

В гальванопластической матрице вырубного штампа была отштампована партия деталей из молибденовой ленты толщиной 0,1 мм в количестве

50 тыс. шт.,при этом точность изготовления деталей соответствовала 8-9 квалитету при шероховатости по:верхности среза R 40 мкм.

Пример 2. По пуансону, изготовленному из стали 45 с твердостью

-HRC 38,изготовляли матрицу вырубного штампа для штамповки деталей из стали 10 КП толщиной 0,5 мм.Как в примере 1-, на пуансон наносили слой из никеля, соответствующий необходимому технологическому зазору, путем осаждения химического никеля толщиной 25 мкм и далее аналогично получали временное покрытие, обеспечивающее конусность при изготовлении матрицы. При этом длина лаунсона составляла 10 мм, рабочей части

4 мм, нерабочей 6 мм. Углы наклона

ы. и р соответственно принимали

15 и 3, при этом максимальная толщина электролитического осадка никеля на рабочей и нерабочей частей паунсона составляла соответственно

15 и 44 мкм. После осаждения материала временного покрытия и пассивации поверхности осадка в качестве рабочего слоя осаждали никель (из сульфа- . матного электролита никелирования) толщиной 2,0 мм. Состав электролита и режим осаждения:

1237280

3-5

30-35

Составитель В.Лукашенко

Редактор И.Рыбченко Техред В.Кадар Корректор E,Ñèðîõìàí

Заказ 3225/10 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тый, г/л . Кислота борная,г/л

Натрий лаурилсульфат, г/л О, 1-1,0 рН 4,0

Катодная плотность тока,А/дм 0,5-1,0

Температура, С 50-55

Процесс осаждения производили в 2 стадии: затяжка никелем при

0„ = 0,3 А/дм . в течение 1 ч, затем плотность тока постоянно повышали

Х до рабочей величины (0,5-1,0 А/дм ), после создания рабочего слоя осаждали конструкционный слой толщиной

10 мм из сульфаматного электролита меднения. Состав электролита и режимы осаждения: введь сульфаминовокислая,г/л 200-260

Киспота серная,г/л 100

Калий пирофосфорнокислый, г/л 2,5-5,0 рН 0,3-0,8

Катодная плотность тока,А/дм 1 - 2

1 0 После осаждения ко нс трукцион но го слоя к ак и в примере 1, производили механическую обработку осадка для со здания базовой пов ерхно с ти, затем устанавливали пуансон и матрицу в соответствующие плиты, отделяли пуансо н от матрицы и извлекали материалы вр еме нно го покрытия . Твердость режущих кром ок матрицы составляла

НРС 32 .