Способ изготовления биметаллических изделий
О П И С А Н И Е (и)553080
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.06,75 (21) 2146332/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 03.05.77 (51) М. Кл В 23Р 3/14
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771.8 (088.8) (72) Авторы изобретени|я
С. А. Довнар и А. М. Григорьев
Физико-технический институт АН Белорусской СС птБ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Изобретение относится к области термической обработки. Оно может применяться в инструментально - штамповочном производстве, например, для изготовления пресс-форм.
Известен способ изготовления биметаллических изделий, например вкладышей штампов объемной штамповки, включающий нагрев биметаллической заготовки до температуры пластической деформации плакирующего слоя, штампо вку для формообразования рабочей фигуры, закалку с температуры штамповки и отпуск в режиме, соответствующем марке стали основного металла.
Недостатком этого способа является образование,высоких закалочных напряжений, влекущих за собою появление трещин, и некачественное воспроизведение деформируемым материалом рабочей фигуры в мастер-пуансоне, что вызывает необходимость дополнительной обработки изделия, связанной со съемом плакирующего слоя.
Известен способ изготовления биметаллических изделий, например вкладышей штампов объемной штамповки, включа|ощий нагрев плакированной заготовки до температуры пластической деформации плакирующего слоя, предварительную штамповку поковки, охлаждение до температуры относительной устойчивости аустенита плакирующего слоя, но не ниже начала мартенитного превращения, выдержку до полного промежуточного превращения основного металла, окончательную штамповку, закалку с температуры окончательной штампо1вки и отпуск.
Недостатком этого способа является то, что он не позволяет получить высокую степень равномерности закалочных напряжений в деформированном плакирующем слое и не обеспечивает достаточного качества воспроизведе10 ния рабочей фигуры вследствие отсутствия условий гидростатической штамповки.
Цель изобретения — повышение качества воспроизведения рабочей фигуры изделия за счет создания условий гидростатического дав15 ления при предварительной штамповке и локализации напряжений в объеме плакирующего слоя при окончательной штамповке.
Это достигается тем, что между основным и плакирующим слоем размещают материал, 20 например сплав типа «колмоной» (Ni — Cr — Si — B), с температурой плавления, равной температу-
:ре предварительной деформации, и обладаю25 щего твердостью деформирующего инструмента в интервале температур окончательной штамповки.
На фиг. 1 изображена конструкция загото вки для штамповки мастер-матрицы; на фиг. зп 2 — мастер-матрица после предварительной
553080
55 штамповки; на фиг. 3 — то же, после окончательной штамповки.
Перед началом штамповки производят плакирование заготовки. Для этого заготовку 1 из материала промежуточного слоя, например сплава типа «колмоной», обрабатывают в размер контейнера 2, выполненного из материала плакирующего слоя и изготовленного в форме стакана. Установив заготовку в конвейер, с его открытой стороны запрессовывают (или вкручивают) для герметичности соединения вставку 3 из материала основы. Полученный герметичный контейнер с расположенным внутри сплавом промежуточного слоя устанавливают в корпус 4 и нагревают до температуры аустенизации плакирующего слоя (1100—
1200 С). Корпус, выполненный из материала основы, позволяет значительно уменьшить теплоотвод и сохранить длительное время температуру нагрева. При температуре аустенизации плакирующего слоя материал промежуточного слоя находится в жидком состоянии, так как его температура плавления лежит в пределах, в зависимости от состава, в интервале 980 †11 С (см., например, журнал «Физика и химия обработки материалов».
Изд. АН СССР, М 5, 1972 г., стр. 32). После выполнения предварительной гидростатической штамповки (см. фиг. 2) заготовку охлаждают до температуры относительной устойчивости аустенита плакирующего материала и выдерживают прои этой температуре в течение времени, необходимого для полного промежуточного превращения основного металла. В результате охлаждения «колмоной» кристаллизуется и при 400 — 500 С приобретает твердость 56 — 58 HPC. Выбор температуры и времени выдержки зависит от составов основного и плакирующего материала на основе диаграмм изотермического распада переохлажденного аустенита и диаграмм состояния. В результате выдержки материал основы-вкладыша штампа, приобретает высокую твердость, а плакирующий слой находится в состоянии переохлажденного аустенита и имеет по отношению к основе значительно меньшую твердость.
Затем поковку подвергают штамповке в штампе окончательной штамповки, в котором происходит полное заполнение рабочей фигуры мастер-пуансона, благодаря локализации пластических деформаций в объеме плакирующего слоя, расположенного на материале промежуточного слоя, имеющего твердость деформирующего инструмента.
Закалку производят путем погружения отштампованной поковки в масло. Затем выполняют отпуск, и поковку вкладыша передают на механическую обработку для зачистки рабочей фигуры и подготовки для запрессовки в блок штампа.
Пример, Требуется изготовить штамп, состоящий из материала плакирующего слоя
5ХНВ, сплава промежуточного слоя типа
«колмоной» (Ni — Сг — Si — В) и основы из материала 40Х. На основании диаграммы изотермического распада переохлаждепного аустенита (см. например, Попов А. А., Попова Л. Е. «Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита». M-Свердл., Машгиз, 1961, стр. 324, диаграммы 4-15, стр. 330) термомеханическую обработку выполняют в режиме: — нагрев заготовки до 1150 — 1200 С, предварительная штамповка, охлаждение до
500 С, выдержка 50 мин (основа НРС 58 — 62, промежуточный слой НРС 56 — 58), окончательная штамповка, закалка в масле, отпуск при температуре 200 С в течение 1 час.
Изготовление биметаллических издел ий по предлагаемому способу позволяет получить высокий экономический эффект за счет повышения качества воспроизведения рабочей фигуры.
Формула изобретения
Способ изготовления биметаллических изделий, преимущественно вкладышей штампов объемной штамповки, включающий нагрев плакированной заготовки до температуры пластической деформации плакирующего слоя, предварительную штамповку поковки, охлаждение до температуры относительной устойчивости аустенита плакирующего слоя, но не ниже начала мартенситного превращения, выдержку до полного промежуточного превращения основного металла, окончательную штамповку, закалку с температуры окончательной штамповки и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения качества воспроизведения рабочей фигуры путем локализации деформации в объеме плакирующего слоя при окончательной штамповке, между основой и плакирующим слоем размещают подслой с температурой плавления, равной температуре предварительной деформации, и обладающего твердостью, выше твердости основы.
553080
Фиг.! 3
Фиг.2
Фаг.3
Составитель Н. Николаева
Техред М. Семенов
Редактор Г. Кузьмина
Корректор Л, Деиискииа
Типография, пр. Сапунова, "
Заказ 904/11 Изд. № 13 Тираж 1204 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
