Способ обработки прессового инструмента

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может использоваться при горячем прессовании. Цель изобретения - повышение теплостойкости и сопротивления смятию рабочей поверхности стального прессового инструмента. После нескольких циклов горячего прессования заготовок по достижении 0,2-0,8 величины максимальной стойкости инструмент (например, стальную матрицу) подвергают объемному охлаждению до исходной температуры. Перед охлаждением инструмент выдерживают в контакте с горячей продеформированной заготовкой, например с пресс-остатком, в течение определенного времени, рассчитываемого по формуле. Поверхностный слой инструмента толщиной, превышающей величину износа за предшествующие циклы формоизменения заготовки, нагревается до температуры выше критической. Это приводит к интенсивному растворению карбидов, переходу углерода и легирующих элементов в твердый раствор и при последующем охлаждении в указанном поверхностном слое образуется зона вторичной закалки, обладающая более высокими эксплуатационными свойствами, чем зона вторичного отпуска, преимущественно образующаяся в поверхностном слое инструмента при обработке по известному способу. 2 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ВЮЮВИЯЖЮЖ ЯЙИХЮ336 -.ЖЮЕЗЛЖЮ-. ЗШЙЖЕВМФФФЗИСйЗРлпсгхтд: -лир (6 1) 810352 (21) 4372610/31-27 (22) 17. 11.87 (46) 15, 10.90.Бюл, 1 - 38 (71) Белорусский политехнический институт (?2) С.А,Павловская, Е„И<Панкратии, И,П.Прокопов, Г.Л.Сорокин., В, A. Стасюлевич-„В,П,Шульга, . Г.И.Наумов и В.В.Разин (53) 621, 73 (088Ä8} (56) Авторское снидетельстно СССР

Ф 810352, кл. В 21 J 5/04, 1978, (54} СПОСОБ OHPAEOTYhI ПРЕССОВОГО

ИН СТРУМЕИТА (57) Изобретение относится к обработке металлов давление» и может быть использована при горячем прессовании. Цель изобретения — повышение тепла стойкости и сопротивления с»ятию рабочей поверхности стального прессового инструмента, После нескольких циклов горячего прессования заготовок по достижении 0,2-0,8 веггичины максиИзобретение относится к обработке металлов давлением может быть испольэ анана при получении металлических изделий горячим прессаванием и является допалнительны» к основному авт,св, 810353.

Цел ь и за бр ет ения — па выщ ение т епла стойко сти и со противления смятию рабочей поверхности прессового инст(51) q В 21 1 5/04, В 21 С 29/04

»альной стойкости rrrrc r pумент (напри»ер, сталь.1-. ю матрицу) подвергаю г объемному охлаждению до исходной тем-пературы, Перед охлаждением инстр;— мент вь|держивают в контакте с горячей прадеформпронаннай з аготавкой, напри»ер с пресс-остатком, в течение определенного вре»ени, рассчитываемо го па формуле, Поверхностный слой инструмента толщиной, rrperrr rrrawщей величину износа эа предшествующие. циклы формаиэ менения з аготовки, нагревается до температуры ныше критической, Зто приводит к интенсигно " растворению карбидов, переходу углерода и легируюших элементов в твердый раствор и при последующем охлаждении H указанном понерхностном слое образуется зона вторичной закалки, обладающая более высокими эксплуатационными свайстваьи, чем зона вторичного отпуска, преимущественно образующаяся в поверхностном слое инстру»ента при обработке по иэ вестному способу, 2 табл, 1 ил, румента благодаря образовашг|о зоны вторичной з акал ки в поверхностном изношенном слое инструмента, На графике кривая 1 показ ан характер из»енения температуры поверхностноо го слоя пресса ной матрицы на глубине 1 мм ат р абачей па верхности в процессе одного цикла горячего пре ссования з агота вки (участок

3 1599153

4 вия поверхность формообразующего канала инструмента имеет многослойную структуру, светло травящуюся зо5 ну вторичной закалки, зону вторично.

ro отпуска (повышенной травимости) и структуру основного металла, что свидетельствует, о разогреве поверхности формообразующего канала выше критических температур., Горячее прессование Йнпяется малоцикловым не стационарным н отношении теплового режима процессом, На гра —фике изменения температуры поверхностного слоя прессоной матрицы на глубине 1 мм от рабочей поверхности в процессе одного цикла прессования можно выделить три характерных участка: первый участок (I) характеризуется интенсивным разогревом поверхностно го слоя инструмента э а счет конт ак- . та с нагретым до температуры прессования деформируемым металлом; про25 должит ел ьно сть разо грена инструмент а на этом участке равна времени процесса формоизменения (при прессовании ст алей о бычно 1, 5-2 с) . второй участок (ТТ ) характеризу— ется дальнейшим повышением температуры поверхности инструмента и соответствует времени контакта инстру мента (матрицы) с горячим пресс-остатком с момента прекращения формо35 изменения заготовки до момента удаления пре сс-о ст атка; продолжит ел ьность разогрева инструмента на этом участке зависит от применяемой конкрентной технологии формоиэменения

4О (при прессовании сталей обычно 2025 с); третий участок (III) характеризуется снижением температуры понерхности инструмента после удаления

45 пресс-остатка эа счет отвода тепла в глубинные слои инструмента вплоть до следующего цикла прессования; время охлаждения зависит от массы инструмента (при прессовании сталей обычно составляет 30-36 с), где М

С

1. масса э аготовки, кг; удельная теплоемкость материала заготовки, Дж/(кг л гр ад, ); исходная температура загон т онки, С; тр ебуемая т емпер атур а р аз о гр е на р або чей по нерхно сти инструмента на глубине, соответствующей величине износа эа предшествующие циклы, 6С °

3,14; коэффициен теппопронодного материала инструмента, Вт/(м. rp ад), плотность материала инструмента, кг/м

2 ° удельная теплоемкость материала инструмента, Дж(кг град. исходная температура понерхности инструмента. после окончания активной стадии . формоиэменения заго,тонки, С; площадь контакта продефо мн-. рованной заготовки и инструмент а, м

Т

1 НаЧ

С

Т;

2 кач

I) контакта с продеформирован1 ой заготовкой (участок II) и охлаждения (участок III) (для сраннения показан характер изменения температуры того же слоя матрицы при обработке по известному способу, кривая 2), Способ осуществляют следующим образом, Обработка стального прессового инструмента, например матрицы, представляет собой ряд циклов горячего прессования заготовок, После достижения 0,2-0,8 величины максимапьной стойкости производят объемное охлаждение инструмента до исходной температуры инструмента, Перед охлаждением инструмент выдерживают в контакте с горячей продеформированной заготовкой, например с пресс-остатком в течение времени, которое устанавливают из соотношения:

MgÑ C1 Т1нач — Т ). 1 A,, с,(т, — т,„„„)F, (1) Исследование раэупрочнения матриц н процессе прессования показ.апо, что .,в результате термического ноздейстВ известном способе (см. кривую 2) периодическое охлаждение инструмента до исходной температуры не предусмат55 ринает качественного изменения эоны термического воздействия на поверхности формообразующего каньона прессоных матриц, особенно когда температура разогрева поверхности прены1599153

6 вок) — дополнительный нагрев поверхностных слоев матриц за счет увеличения длительности контакта инструмен5 та с пресс-остатком — охлаждение втоУ рой цикл прессования (4 прессовки) дополнительный нагрев за счет контакта — охлаждение; третий цикл прессования (3 прессовки) — дополнительный нагрев — охлаждение: четвертый цикл прессования (2 прессования) — дополнительный нагрев - охлаждение.

Время контакта инструмента с пресс- остатком для дополнительного нагрева

15 поверхностных слоев инструмента на толщину, превыыающую величину износа за предшествующие циклы, определяли из соотношения (1), подставив в него приведенные значения величин*

30 Дополнительный нагрен поверхностных слоев инструмента sa счет выдерживания инструмента в контакте с пресс-остатком в течение времени С, определенного из соотношения (1), приводит к образованию в поверхност35 ном слое инструмента при его последующем охлаждении обширной зоны нторичной закалки, обладающей более высокими- эксплуатационными свойствами.

40 В результате этого стойкость прессоных матриц при исследовании изобре- . тения повысилась в 1,4 раза. Сопротивление смятию оценивали по горячей -. твердости рабочей поверхности инст"

45 румента, а теплостойкость — по микротвердости. после дополнительного отпус-. ка при 650 и 700 С н .течение 1 ч.

Результаты сраннительных1.. испыта-, ний эксплуатационных свойств рабочих поверхностей инструментов, подвергнутых обработке по известному и предлагаемому способу приведены в табл.1 и 2. лает температуру отпуска, что приводит к ее преждевременному смятию, В предпагаемом способе (см,кривую I) за счет увеличения времени контакта поверхностного слоя формообразующего канала матрицы с горячим пресс-остатком,на величину д и (об щее время контакта определяется по вышеуказанной формуле) температура слоя, подвергшегося эа предыдущие циклы прессования износу на 0,2-0,8 величины максимальной стойкости, повьппается до 820-890 С, т.е. вьппе кри, тической точки А,. Это приводит к образованию при последующем охлаждении в указанном слое зоны вторичной закалки, обладающей более высокими эксплуатационными свойствами по сравнению с зоной вторичного отпуска, преимущестненно образующейся на рабочей поверхности инструмента, подвергнутого обработке по известному способу.

Увеличение времени контакта инструмента с пресс-остатком, более интенсивный разогрев его рабочих поверхностей вызывает интенсивное растнорение карбидов, н результате чего большое количество углерода и легирующих элементов переходит в твердый раствор, что и вызывает повышение теплостойкости поверхностного слоя и сопротивление смятию, Пример. Предлагаемый способ был опробован н производственных условиях ПО "Ижсталь". Прессевали стальные Т-образные профили из стали 50.

Масса заготовок пресс-остатка

M 4,0 кг, удельная теплоемкость мате1 риала заготовки С„ 510 Дж/кг град; исходная температура заготовки (т. прессования), Т;„ 1080 С; материал прессовых матриц сталь 3Х2В8Ф; коэффициент теплопроводности материала инструмента, Я 54 Вт/(м град)) плотность материала инструмента, 5.

Э

8100 кг/м; удельная теплоемкасть материала инструмента, С <560 Дж/ кг»

»град); температура поверхности инструмента после окончания активной стадии формоизменения Т 650 С

-Z Has площадь контакта заготовки и инструмента, F 0,01 м

Теплрфизические свойства материала заготовки и инструмента определяли с

Ю

5, помощью правила аддитивности.

Прессонание по предлагаемому способу осуществляли по следующей схеме: первый цикл прессования (5 прессо20

М,С,(т -Т,) Л R, т,с (т, -т, „.„) т, 4 -510-(1080-1000) КЗ 14

54 8100 560.<1000-650) 0,01.) t163 2-1 77 1 Г288 8

А»- А-- =25 с. (16 -350 0,01 ) 56

Стойкость матриц при прессовании данного профиля пю известному способу составляла 10 прессовок, по предлагаемому способу — 14 прессовок, т.е. понысилась в 1,4 раза

1599153

Способ обработки прессового инструмента по авт. св. Р 810352, о т5 личающийся тем, что, спелью повышения теIIJIocToAKocTH H coIIpo тивления смятию рабочей поверхности стального инструмента, перед охлажде нием инструмент выдерживают в контакте с нагретой продеформированной заготовкой в течение времени, определяемого из соотношения с ° 15 м ь/т -Т1) 7/Г

У У

Г,, т.c,(T -Т „.„) 1 где М, С

T1HdV

Т

Таблица!

Способ обработки матриц

Темпер атур а и спытания, С

650 700

2,54

3,02

Прототип

Предлагаемый спо" соб

3,29 2,88

1 аблица 2

Способ обкатки матМикротвердость, Н р 0,981 ГПа

Измеряемый участок матриц

После эксплуатации (исходная) После дополнительного отпуска в тео, чейие 1 ч при Т, Риц

650 700 5,86

Поверхностный слой

Глубинные слои матрицы на расстоянии,10 мм

Прототип

4,50

5,80

6,08

4,30

5,96

Предлагаемый способ

8,00

Поверхностный слой

Глубинные слои матрицы на расстоянии 10 мм

7,00

5,90

6,08

6,08

4,40 о р м у л а и з о б р е т е н и я масса заготовки, кг; удельная теплоемкость мате" риала заготовки, Дж/(кг х град); исходная температура загоо товки С; требуемая температура (Т, А,). разогрева рабочей поверхности инструмента на глубине, соответствующей величине износа за предшесто вующие циклы, С; — коэффициент теплопроводности материала инструмента, ВТ/(м. град); — плотность материала инструмента, кг/м ;

С вЂ” удельная теплоемкость материала инструмента, Дж/(кг град);

Т вЂ” исходная температура поверх2 Нач ности инструмента после окончания активной стадии формоизменения заготовки;

F — площадь контакта продеформи1 рованной заготовки и инстру1 мента, м прогревая поверхностный слой инструмента толщиной, превышающей величину износа а предшествующие циклы формоизменения заготовки, до температуры выше критической Ас,.

1599153

Составитель О, Корабельников

Техред Л.Олийнык. Корректор

Редактор А. Долинич

Заказ 3109

Тираж 505

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. ф/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Способ обработки прессового инструмента Способ обработки прессового инструмента Способ обработки прессового инструмента Способ обработки прессового инструмента Способ обработки прессового инструмента 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для получения длинномерных изделий методом гидропрессования

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в устройствах для гидростатического прессования

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к гидростатическому прессованию композиционных изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в конструкциях многоконтейнерных прессов для гидроэкструзии

Изобретение относится к обработке металлов давлением

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к процессам гидропрессования труб

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для прессования труб жидкостью высокого давления

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для деформирования металлов под высоким гидростатическим давлением, может быть использовано в различных отраслях промышленности, ,в частности, для изготовления полостей прессоштамповочного инструмента

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при обработке труднодеформируемых материалов методом прямого горячего гидродинамического прессования

Изобретение относится к обработке металлов давлением

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способу экструдирования в среде азота, и может быть использовано для получения полых изделий из металла, преимущественно полых алюминиевых профилей и труб, находящих широкое применение в строительстве, авиастроении, химическом машиностроении и т.п
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способу экструдирования алюминиевых профилей и труб в качестве заготовки при изготовлении топливной рампы впрыскового двигателя
Наверх