Способ изготовления матриц из листовой порошковой быстрорежущей стали

 

Изобретение к способам изготовления матриц из листовой порошковой быстрорежущей стали преимущественно для импульсной вырубки - штамповки прецизионных деталей из тонкой ленты дисперсионно-твердеющих сплавов. Цель изобретения - повышение износостойкости, а также уменьшение деформации заготовки. Изготавливали матрицу для гидроимпульсной вырубки мембран из ленты толщиной 0,11 мм сплава 36 НХТЮ. Материал матрицы - сталь Р6М5-МП в виде полосы толщиной 3 мм. Изготавливали заготовку шлифованием полосы до заданной толщины. Затем осуществляли вакуумную закалку от 1140°С в печи СГВ - 2,4/15М, охлаждение в процессе закалки вели со скоростью 75°С/мин, а в интервале температур 400-150°С - со скоростью 125-150°С/ч. Осуществляли электроэрозионную вырезку, формируя профиль матрицы, а затем - доводку, после которой прорводилои сульфонитрооксидирование при 680°С 30 мин в печи СШОЛ-ВНЦ в атмосфере пиролиза смеси, содержавшей триэтаномин, сульфитный щелок и кубовый остаток этанола. Матрицу охлаждали вместе с печью. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (si>s В 22 F 3/02, С 21 О 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4357277/27-02 (22) 19.10,87 (46) 30.12,90, Бюл, М 48 (72) А,H.Tàðàñîâ, В.Л,Гончаренко, В.В.Агафонкин и Т,А.Никулина (53) 621:762:621.785.79(088.8) (56) Мутевика А.С. и др, Влияние кратковременной карбонитрации и последующего отпуска на структуру и свойства пуансонов для холодного выдавливания. — Металловедение и термообработка, 1982, М G,c. 21.

Геллер Ю.А, Инструментальные стали.

M,: Металлургия, 1975,,с. 547. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЦ И3

ЛИСТОБОЙ ПОРОШКОВОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к способам изготсаления r.,àòðèö из листовой порошковой бы строрежу щей стал и и реимуществен но для импульсной вырубки — штамповки прецизионных деталей из тонкой ленты дисперсионно-твердеющих сплавов. Цель

Изобретение относится к металлургии, в частности к изготовлению матриц из листовой порошковой быстрорежущей стали, преимущественно для импульсной вырубкиштамповки прецизионных деталей из тон. кой ленты дисперсионно твердеющих сплавов.

Цель изобретения — повышение износостойкости, а также уменьшение деформации заготовки.

Пример 1. Изготавливают матрицы для гидроимпульсной вырубки мемебран иэ ленты толщиной 0,11 мм сплава 36НХТЮ. В качестве материала для изготовления мат« изобретения — повышение износостойкости, а также уменьшение деформации заготовки. Изготавливают матрицу для гидроимпульсной вырубки мембран из ленты толщиной 0,11 мм сплава 36 НХТЮ. Материал матрицы — сталь Р6М5 в виде полосы толщиной 3 мм. Изготавливают заготовку шлифованием полосы до заданной толщи- ны. Затем осуществляют вакуумную закалку от 1140 С в печи СГВ-2,4/15 М, охлаждение в процессе закалки ведут со скоростью

75 С/мин, а в интервале температур 400150 С вЂ” со скоростью 125 — 150 С/ч, Осуществл я ют электроэрозионную вырезку, формируя профиль матрицы, а затем — доводку, после которой проводят сульфонитроосикдирование при 680 С 30 мин в печи

СШОЛ-ВНЦ в атмосфере пиролиза смеси, содержащей триэтаноламин, сульфидный щелок и кубовый остаток этанола. Матрицу охлаждают вместе с печью. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.! рицы используют сталь Р6М5-МП в виде полосы толщиной 3 мм.

Изготавливают заготовку шлифованием полосы до заданной толщины, затем осуществляютвакуумнуюзакалкуот1140 Свпечи а

СГВ-2,4/15 М, охлаждение в процессе закалки ведут со скоростью 75 С/мин. В интервале 400-150 С заготовку охлаждают со скоростью 125-150 С/ч.

Осуществляют электроэрозионную вы- . резку, формируя профиль матрицы, а затем — доводку, после которой проводят сульфонитрооксидирование при 6800С в течение 30 мин в вакуумной печи СШОЛ-ВНЦ в атмосфере пиролиза смеси, содержащей

1616781

25

40

55 триатаноламин, сул фитный щелок и кубовый остаток этанола, Матрицы и образцы-свидетели охлаждают с печью.

Проводят сравнительные исследования характеристик матриц, изготовленных согласно предлагаемому и известным способам. Результаты анализа представлены в табл.1 (использовали полосовую сталь

Р6М5-М П).

Матрицы, обработанные предлагаемым способом, имеют минимальную (не более

1 — 3 мкм) поводку по плоскости при охлаждении с печью, сочетание высоких характеристик поверхностной твердости с оптимальной для работы в условиях эксплуатационных динамических нагрузок пониженной твердостью середины. Последнее обеспечивает повышенную (в 2,0 — 2,5 раза) износостойкость матриц при импульсной штамповке по сравнению с известным способом изготовления за счет исключения выкрашивания и разрушения поверхностных кромок.

Выбор скорости охлаждения при закалке ниже 75ОС/мин, как и повышение температуры сульфонитрооксиди рования выше

680 С с длительностью выдержки болес:.

30 мин, приводит к снижению твердости по обьему и, как следствие, — износостойкости

Р то же время выбор скорости охлаждены. -. выше 90 С и снижение температуры сульфонитрооксидирования ниже 620 С с временем выдержки менее 30 мин, приводит к снижению износостойкости из-за возможности хрупкого разрушения по участкам резких переходов сечений, тепловой и структурной деформации.

Эксперименты показали, что проведение охлаждения в процессе закалки в интервале 400 — 150 С со скоростью 125 — 150 С/ч снижает деформации заготовки.

Пример 2, Аналогично примеру 1 изготавливают вырубные матрицы для импульсной вырубки фильтров из сетки стали

12Х18Н10Т. Заготовку изготавливают из стали Р 2М6ФЗ-П.

После вакуумной закалки заготовки с охлаждением со скоростью 90 С/мин, и электроэрозионной вырезки и доводки чистовым шлифованием осуществляют вакуумное сульфонитрооксидирование в составе, содержащем моносульфитный щелок и триэтаноламин в соотношении 1:3. Температура обработки 620 С, время выдержки

30 мин, вакуум в рабочем пространстве

15 мм рт.ст., расход смеси, подаваемой в печь, 25 см /ч.

Наименьшую деформацию имеют матрицы, охлажденные при закалке в интервале температур 400-150 С со скоростью 125150 С/мин. Все матрицы, обработанные по предлагаемому способу имеют более высокую в сравнении с известным износостойкость и меньшую склонность к хрупкому разрушению.

Пример 3. Аналогично примеру 1 изготавливают матрицы для штамповки взрывом прецизионных упругих элементов из листовой порошковой стали 10Р6М5-П.

Изготавливают и закаливают исходную за- -; готовку от температуры 1100 С с нагревом в вакууме 1,33 102 Па. Скорость охлаждения при закалке в печи СЭ В 3.3/13 находится в пределах 80 С/мин, температура сульфонитрооксиди рова ния после формирования окончательной геометрии 680 С, время выдержки 30 мин, Состав для вакуумного сульфонитрооксидирования содержит

1 вес,ч. сульфитнЬго щелока и 3 вес,ч. триэтаноламина и подается в реторту печи в количестве 35 см /ч.

Матрицы имеют износостойкость, превышающую износостойкость матриц, изготовленных известным способом в 1,5 раза, ударная вязкость повышается до 5, 6 Дж/см против 3,1 Дж/см . Практически исключены случаи выкрашивания и преждевременного износа при вырубке упругих элементов из листовой бериллиевой бронзы БрБ-2. увеличение доли сульфитного щелока выше одной трети от содержания триэтаноламина приводит в снижению скорости сульфонитрооксидирования вследствие окисления поверхности, а увеличение доли триэтаноламина приводит к охрупчиванию слоя, к повышенному науглероживанию при обработке выше 650 С, что также снижает эксплуатационные характеристики тонких матриц при динамическом импульсном нагружении.

Проведены испытания матриц для штамповки взрывом трехлепестковых мембран из ленты сплава 36НХТЮ, изготовленных предлагаемым способом, которые показали повышение эксплуатационных свойств. матриц в сравнении с изготовлением по известному способу при равных условиях закалки.

Сравнительные данные представлены в табл. 2.

Формула изобретения

1. Способ изготовления матриц из листовой порошковой быстрорежущей стали преимущественно для импульсной вырубкиштамповки прецизионных деталей из тонкой ленты дисперсионно-твердеющих сплавов, включающий изготовление заготовки, ее закалку с температур 11201616781

1140 С, отпуск, создание профиля матрицы и химико-,термическую обработку, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости, охлаждение в процессе закалки ведут со скоростью 75-90 С/мин, а 5 химико-термическую обработку проводят путем вакуумного сульфонитрооксидирования при 620-680 С в течение 30 минут и охлаждения с печью, 10

2. Способ по п.1, отличающийся := тем, что сульфонитрооксидирование ведут в составе моносульфитного щелока и тризтаноламина при соотношении 1:3.

3. Способпоп.1,отличающийся тем, что, с целью уменьшения деформациИ заготовки, охлаждение в интервале 400150 С и ро водят со скоростью 125150 С/час. таблице 1

Технология х.ò.î. после эроэионной вырезки и ово ки

Стрела . прогибе.

f M кч

МикротверДОСТЬ, Наав, пов.

Сердц, Относительная

ИЭНОСОстойкость

Трудоеи«оса„ мин вгт.

Режим вакуумной закалки

Среда Время вых.т.о. двржки, мин

Температура. С ч, ос/мин. до 400150 С

Вид х.т.о.

Чохя, с/. до 400 С

Предлагаемый

125

30, охлаждение с печью

620

Вакуумное сульфонитрооксидирование

Пиролиэ смеси моносульфитного щелока и триэтаноламина

109,5

605

Нагрев с печью

»3О1140 С, 25 мин

0.7

8.8

0,9

8.5

1,0

8,1

2,1

650

135

0,08

660

2,0

150

0.04

Извест.ный

В масле В масле

150 С/сек

30 .

540

Азот и аммиак

0.2

1,7

Нагрев

1140 С

5 мин

Аэотировэнив

810

2,0

0,25 . таблица 2

Способ обработки

Марка натернзла, размеры

Режим закалки

Условия сульфоннтрооксндировзння

Деформа- Ударная

Сульфиднвя проба, антнфрикционные свойства после ово ки цня па плоскости. мкм вязкость

Дж/см

Состав ат мосферы

Время выдержки. мин.

Охлаждениее

Предлагаемый

620-650

В вакууме

1,33 10 Пв, 11ао С. 20.мнн. охл. 90 С/мин, затем 1бочС/и. затем нэ воздухе

На воздухе

С печью

В мвсле

5-7

1-2

11-15

07-Îа

0,9-1.0

0,7-0,6

Сврв отсутствует. еыкрвщиввние. разрушение

Известный

В соляной ванне

11ао с

5 мнн. охл. в масле

Азогироввнне 75$ аэотв, 251 амнака

С печью

На воздухе

5-8

10-т2

0.2-0.3

0.1-0,3

Составитель А,Думчев

Редактор Ю.Петрушко Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 4087 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН СС

ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., 4/5

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

Р2М6ФЗ-Г1. матрицы диаметром

1а мм, высотой

2,6 мм, штамповка импульсной ленты

36НХТЮ

0.11 мм

Лнролнэ смеси 1 объем моносульфитного щелока. 3 обьемв тризтанолвмннз. расход

20см /ч

Содержаwe серы

1.1» в поверх ноетном слое. нэвоязкиввння. задиры отсутствуют