Способ термической обработки инструмента

 

Союз Советских

Социвиистических

Республик

1) f30 (». (6I) Дополнительное к авт. (22) Заявлено 03.04.78 (21) с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25.01.80.

Дата опубликования оп.Кл

21 D 9/22

Гасударстванньй камнтет ссср м делам нзобрвтеннй

N отнрмтнй

ДК 621. 785.

088.8) (72) Автор изобретения

П А Горшенин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к термической обработке инструментальной оснастки, преимущественно матриц для горячего гидродинамического выдавливания.

Известен способ термической обработки рабочей части готового инструмента из быстрорежуших и штамповых сталей путем карбонитрации в расплаве соляной смеси, состоящей из цианида натрия, цианата калия, углекислого натрия и углекислого калия с выдержкой при температуре устойчивости аустенита (порядка 570 С) в течение

90 мин (1).

Однако при диффузионном способе слойнасыщения азотом и углеродом мал и составляет для режущего инструмента толщину порядка 10 — 90 мк, а сердцевина остается иеупрочненной. Поэтому происходит снижение сопротивления .термической усталости поверхностного слоя, в результате чего образуется сетка разгарных трещин, служащих впоследствии очагами образования линейных трещин в металле. При этом насыщенный слой перестает быть предохраняющим панцирем от разупрочнения металла и происходит постепенное смятие разупрочняющегося слоя, так называемая текучесть металла нод воздействием больших нагрузок в высокотемпературных условиях. Если учесть, что периодичность выдавливания деталей в среднем составляет 20 — 30с, то насыщенный рабочий слой быстро нагревается за счет передачи тепла, образованного в результате больших трений и от непосредственного. соприкосновения с раскаленной заготовко й.

Известен также способ обработки глубоким холодом, включающий закалку с последующим ударным погружением инструмента в жидкую среду (например жидкий азот),с температурой порядка (-150 Ñ} — (-269 С), выдержку в ней в течение 5 — 30 мин, охлаждение на воздухе до полного таяния инея на поверхности и отпуск в неокислительной среде при 200 †2 С в течение

l — 1,Ьч (2).

Недостаток этого способа применитель. но к матрицам из быстрорежущих н штамповых сталей в том, что не обеспечивается красностойкость последних, так как матрицы для горячего гидродинамического выдавливания все время работают в непосред711130

Фо/>мула изобретения

Составитель А. Ляпунов

Редактор О. Колесникова Техред К. Шуфоия, Корректор В. Ьутяга

Заказ 8598/! 7 Тираж 608 Подписное

ЧИ ИИПИ Государственного комитета СССР по JtcJIBM изобретений и открытий

Ы 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнс кап наб., д. 4/5

Филиал П П П с Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ственном контакте с раскаленным до 11001150 Ñ металлом, а это является причиной распада твердого раствора мартенсита быстрорежущей и щтамповочной сталей, коагуляции дисперсных фаз упрочнителей, выделившихся при предшествующем отпуске, в результате происходит разупрочнение поверхностных слоев металла.

Цель изобретения — повышение красностойкости рабочей поверхности матриц для . горячего гидродинамического выдавливания из быстрорежущих и штамповых сталей и увеличение их долговечности.

Поставленная цель достигается тем, что после закалки перед обработкой холодом матрицы подвергают отпуску при температуре изотермической выдер>кки в щелочи и охлаждают в масле до температуры неполного превращения остаточного аустенита, а после обработки холодом проводят двухкратный отпуск при температуре разложения остаточного аустенита, предшествующей механической обработке, после которой проводят карбонитрацию при температуре отпуска с последующей обработкой глубоким холодом и отпуском в щелочи при температуре изотермической выдержки.

Пример. Матрицы, изготовленные из стали Р18 или из стали 4Х4ВМФС (штамновой), закаливают с !270 С, подвергают изотермической выдержке в течение 2 мин в щелочи (смесь из 70о/о равных частей хлористого бария,и хлористого натрия и 30 /p хлористого кальция) при температуре порядка

450 С, а затем дополнительно охлаждают в масле до 200 С вЂ” 300 С, после чего сразу же переносят в ванну с жидким азотом (-196 C) и выдерживают их в течение 60 мин. faким образом осуществляется закалка серцевины матриц за счет значительных сжимающих усилий, возникающих в результате неравного удаления точек наружной поверхности от середины. После обработки холодом нагревают матрицы на воздухе и проводят последовательно двухкратный отпуск при температуре разложения остаточного аустенита (560 С) в течение 60 мин каждый и охлаждают .«а воздухе, после чего матрицы готовы для механической обработки. Механической обработкой доводят окончательные размеры матриц. Готовые матрицы подвергают карбонитрации, т. е. опускают в ванну с расплавом циановокислого калия (можно циановокислого натрия) при температуре устойчивости мартенсита равной в данном случае температуре отпуска, т. е. 560 С в течение 60 мин. 3а счет диффузии атомов азота и углерода поверхностный слой насыщается карбидами и нитридами вольфрама и хрома, тем самым повышаегся износостойкость наружных поверхностей наряду с сохранением упрочненной серцевины. Затем матрицы переносят в среду жидкого азота и выдер>кивают в течение 60 мин для закрепления ранее полученных свойств. По истечении времени достаточного для полного оттаивания, матрицы подвергают отпуску при 450 С в течение 60 мин в щелочной ван»е, охлаждают иа воздухе и промывают в. горячем, — 10о/о-ном водном растворе кальцинированной соды. Испытуемые матрицы работали в течение двух смен без перебоев, при этом сетка разгарных трещин и трещины по сердцевине отсутствуют, обезуглераживание рабочего слоя матрицы не наблюдается за счет увеличения тенлостойкости и разгаростойкости насыщенного рабочего слоя, что не достигалось при обработке глубоким холодом, а также карбонитрацией.

1. Способ термической обработки инструмента, преимущественно матриц, включающий закалку, последующую обработку холодом при ударном погружении в жидкую среду, отпуск в безокислительной среде и мехаHH÷åñêóþ обработку, отличающийся тем, что с целью повышения эксплуатационной стойкости матриц, их подвергают изотермической закалке в щелочи, охлаждению в масле до

200 — 300 С, а после обработки холодом проводят двухкратный отпуск, механическую обработку, ка рбон итра ци ю с посл сдую гцей обработкой холодом и отпуском.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что двухкратный отпуск матриц из сталей Р18 и 4Х4БМФС проводят при 560 С, а окончательный — в щелочи при 450 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 221586, кл. С 23 С 9/00, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 48516!, кл. С 21 D 9/22, 1972.