Способ обработки деталей пресс-штампового инструмента

 

О П И С А Н И Е пп85622!

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.03.76 (21) 2343481/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

С 21D 1/78 (43) Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34 (53) УДК 621.735.5 (088.8) по делам изобретений!

l открмтнй (45) Дата опубликования описания 15.09.82. (72) Авторы изобретения Н. А. Греков, В. И. Удовицкий, 1О. А

И. Е. Рушаиский и А. И

Бойченко, 3. С Бройде.;

Маланьин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПPECC-ШТАМПОВОГО

ИНСТРУМЕНТА

ГосУдарственный комитет (23) Приор ите г

Изобретение относится к области производства инструмента и предназначается для использования при изготовлении матриц штампов, щек и направляющих частей пресс-форм и др.

При изготовлении пресс-штамповых деталей, подвергающихся различным видам контактовых воздействий, применяют высокоуглеродистые и высоколегированныс штамповые стали (V8, Х12М, ЗХ2В8). К ним также относятся воздушнозакаливасмые штамповые стали 7ХГ2ВМ, 7ХГНМ и др.

Отличительной особенностью этих сталей является высокая прочность сердцевины, достигаемая термообработкой, сочетающаяся с необходимыми поверхностными свойствами: контактной выносливостью, износоустойчивостью, разгаростойкостью и др

Улучшение поверхностных свойств деталей достигается известными способами, включающими химико-термическую обработку в сочетании с последующей закалкой в охлаждающую среду. Поскольку в результате указанных способов на границе диффузионного слоя возникают значительные остаточные напряжения, способствующие развитию трещин в процессе эксплуатации, известен ряд методов уменьшения термических напряжений в диффузионно насыщенных деталях. Так, например, закалку с температуры борирования или после подстуживания ведут, погружая детали в

5 охлаждающую среду, возбуждаемую ультразвуковыми колебаниями, или ведут закалку ступенчато, с изотермическими выдер>кками. Однако такие методы значитсльно усложняют технологию обработки

1р деталей.

Известен способ, по которому детали пресс-штампового инструмента изготавливают пз высокоуглеродистых глубокопрокалпвающихся штамповых сталей, подвергают химико-термической обработке (борированию, хромпрованию или др.) и упрочняют закалкой в охлаждающую среду, производя ес после химико-термической обработки илп совмещая с ней (1).

Известный способ имеет следующие недостатки: объсмныс изменения при закалке в условиях резкого градиента свойств материала в переходной зоне слоя создают значптельныс напряжения, которые ведут к образованшо трсщин как непосредственно в прсцессс закалки, так и при дальнейшей эксплуатации деталей. 3TQ явленис усиливается перспадом температур, возникающим в поверхности детали при контакте с охлаждающей средой, причем макси856221

Формула изобретения

Составитель Л. Голубева

Редактор Е. Месропова Техред А. Камышиикова Корректор Т. Добровольская

Заказ 1441/11 Изд. ¹ 217 Тираж 587 Подписное

II10 «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мое ва, 71(-35, Раушская иаб., д. 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, мальная скорость охлаукдсния приходится на дпффузионный слой. Кроче того, высокое содержание углсрода в штамповых сталях, уменьшая глуоину диффузионного слоя (напримср, прн силицировании илн хромировании), также ведет к увеличсни1о градиента физико-мсханичсских свойств в переходной зоне и, следовательно, к росту напряжений., Все это не позволяет, несмотря на значительнос улучшение поверхностных свойств большинства пресс-штачповых деталей при химико-тсрмичсскoi обработке, существенно увеличить их стойкость, а также приводит к значительному проценту брака при их изготовлении.

Целью изобретения является увеличение стойкости деталей пресс-штампового инструмента за счет уменьшения градиента свойств материала в переходной зоне диффузионного слоя и исключения закалки в охлаждающую среду, а также снижение брака при изготовлении деталей и возможность замены в ряде случаев высоколегированных штамповых сталей более дешевыми.

Цель достигается тем, что для изготовления деталей пресс-штампового инструмента, подвергаемых химико-термической обработке и упрочнению, используют низко- или среднеуглсродистые стали глубокой прокаливаемости, а охлаждение с температуры химико-термической обработки проводят со скоростью нс более

10 гр ад/м ин.

Пример 1. Штемпель, изготовленный из роторной стали 38ХНЗМФА к машине для литья силумина под давлением, подвергают силицированию из порошковой смеси в тонкостенном контейнере из нержавеющей стали при температуре 910 С в течение 3 ч. После извлечения из печи контсйнср с деталями подвергают охлаждению путем обдува сжатым воздухом в течение 30 мнн. Извлеченные из контейнера детали прошлифовывают в размер и натирают графитом. Попсречный микрошлиф показал наличие на деталях нстравящегося силицированного слоя толщиной 0,2—

0.3 мч, микротвердостью I I1pp=540—

580 кгс мм . Твердость подслойной зоны (до 3 мм) составила 50 — 52 HRC, твердость в сердцевине детали 39 — 41 HRC.

Р5

Стойкость пары штемпелей, изготовленной пз стали 38ХНЗМФА,,=.6 смен, причем

ПОСЛС ИЗНаШИВаНИя СтаКаНа Наги1Паиие СИлучина не наблюдалось даже при образог>анин облоя.

Пример 2. Изготовленная из стали

38ХНЗМФА матрица штампа для вытяжки и гибки донышек подвергается борированию из порошковой смеси в тонкостенном контейнере из нержавеющей стали в течение 6 ч при 1000 С. После извлечения из печи контейнер с матрицей охлаждают с катым воздухом в течение 40 мин, затем деталь извлекают. Толщина борированного слоя до 0,2 мм. Микротвердость на поверхности Н1оо=1900 кгс/мм, твердость в сердцевине детали 30 — 40 HRC.

Стойкость матрицы, изготовленной из стали 38ХНЗМФА, 11,5 тыс. штамповок.

Предложенный способ изготовления деталей может быть реализован с применением различных видов химико-термической обработки (борирования, силицирования и др.) из газовых, порошковых сред и обмазок.

Наряду со значительным увеличением стойкости инструмента он позволяет в ряде случаев использовать конструкционные стали, которые дешевле высоколегированных штамповых. По сравнению с известными способами, включающими химико-термическую обработку и последующую закалку, уменьшается брак, связанный с образованисм закалочных трещин.

Способ обработки сталей пресс-штампового инструмента, выполненного из сталей глубокой прокаливаемости, заключающийся в химико-термической обработке и последующем охлаждении, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения износостойкости поверхности, детали изготавливают из низко- или среднеуглеродистых сталей, а охлаждение с температуры химико-термичсской обработки проводят со скоростью нс более 10 град/мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторские свидетельства № 179165, кл. С 23С 9/10, 1966 и № 424890, кл. С 21D

1/78, 1972.