Способ изготовления штампов напряженной конструкции

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рн996001

Союз Советскив

Социалистических

Республик (61) Дополкительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01. 09. 80 -(21) 2978957/25-27 (51) М. Кл.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 21 D 37/20

Госуларственный комитет

СССР о делам изобретений н открытий

Опубликовано15. 02. 83Ьюллетеиь ¹ б

Дата опубликования описания 1 7. 02. 83

)53j УДКб2.1.777. . 07 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А ° Н. Аржакин, И.И. Столяров, A.Â. Петроф и A Г Копылов

c"

- 1---(..

Пермский моторостроительный завод им. Я М. Свердлова---: (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПОВ

НАПРЯЖЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

Изобретение относится к обработке Металлов давлением, а именно к конструкции штампов для объемной.штамповки тонкостенных профилей из труднодеформируемых сплавов.

Известен способ изготовления штампов напряженной конструкции размещением в отверстии кованой обоймы иэ теплостойкой штамповой стали биметаллической вставки, подержащей рабочую часть из высоколегированной стали мартенситного класса и основание иэ стали обоймы., и созданием напряжений сжатия в рабочей части вставки последующим отпуском штампа по режимам для стали рабочей части вставки (11 .

Недостатком известного способа является невысокая стойкость полученных штампов, так как рабочая вставка беэ предварительного отжига и закалки перед отпуском обладает пончженной прочностью и пластичностью.

Цель изобретения - повышение стойкости штампов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления штампов напряженной конструкции размещением в отверстии кованой обоймы иэ теплостойкой штамповой стали биметаллической встаьки, содержащей рабочую часть из высоколегированной стали мартенситного класса и основание иэ стали обоймы, и созданием напряжений сжатия в рабочей части вставки последующим отпуском штампа по режимам для .стали рабочей части вставки, перед отпуском осуществляют не- . раэъемное соединение вставки с обоймой, преимущественно .электрошлаковой наплавкой, и штамп подвергают отжигу и закалке по режимам для рабочей части вставки.

На чертеже изображен штамп напряженной конструкции, изготовленный предложенным способом, разрез.

Сварной неразъемный штамп напряженной конструкции состоит иэ неподвижно соединенных электрошлако-.. вой наплавкой частей: кованой обоймы 1 Н3 штамповой теплостойкой стали и биметаллической вставки,содержащей рабочую часть 2 и основание З.Рабочая часть 2 вставки выполнена из высоколегированной стали мартенситного класса,а основание 3 - иэ штамповой теплостойкой стали.

Обойму 1 изготовляют иэ поковки штамповой стали с расточкой в ней сквозного отверстия. Встазку изготов996001 ляют заплавлением отверстия обоймы составньм электродом из штамповой стали (низ) и быстрорежущей (верх) электрошлаковьм способом.

После отжига и механической обработки наплавленной заготовки ее подвергают закалке и отпуску по режимам для быстрорежущей стали. B результате такой термической обработки вставка приобретает напряженное состояние сжатия. t0

Как известно, материалы на основе железа имеют аллотропические превращения. Превращение аустенита в мартен. сит носит бездиффузионный характер с возникновением значительных напряжений сжатия и приращения объема примерно на 1,2Ъ.

В предлагаемой конструкции обойма и вставка изготовлены из штамповой и быстрорежущей стали мартенситного класса. В сталях мартенситного класса при быстром охлаждении с температур закалки ниже температуры начала мартенситного превращения аустенит бездиффузионно.превращается в мартенсит. 25

Превращение аустенита в мартенсит закалки сопровождается увеличением объема металла тем в большей степени, чем выше легирована сталь.

B результате разницы в изменении 30 объемов в материале обоймы и вставки при закалке штампа по вставке возникают напряжения сжатия . Однако при закалке в масле не весь аустенит пре» терпевает это превращение и значи- 35 тельная его часть остается в устойчивом состоянии. Последующие отпуски за счет перераспределения углерода создают условия для распада стабилизированного аустенита, одновре- 4g менно мартенсит закалки превращается в мартенсит отпуска, его превращение также сопровождается .изменением параметров кристаллической решетки, но только с их уменьиением и в менее значительной степени, чем при распаде аустенита.

3а счет применения сталей различной степени легирования (например обойма — 5ХНМ,вставка — рбИ5 достигается эффект напряжения сжатия во вставке. При этом, независимо от диаметра вставки, величина напряжений сжатия в ней постоянна и зависит только . от выбора материала обоймы и вставки и естественных процессов структур-55 ных превращений при термической обработке по заданным режимам. штамп напряженной конструкции готовят следующим образом.

Поковку из стали 5XHN 250х 250х145 с прошитьм отверстием в центре

9 90-100 мм подогревают до 800 С,устанавливают на поддон установки А550У, вводят в отверстие составной электрод Q 50-60.мм из сталей: низ — 5ХНМ, верх — Р6И5, и после установки вы.водного кристаллизатора и жидкого старта флюса АН22,.заплавляют отверстие электрошлаковйм способом на режи" мах: с&= 1300 A !ce 45 В

После наплавки и высокого отпуска при 800 С с выдержкой в течение не менее двух ч заготовку отжигают,изотермически с нагревом до 840-860 С с выдержкой при 740-760 С в течение

8-12 ч. После отжига и механической обработки заготовку закаливают дифференцированно в масле с предварительным сквозным нагревом заготовки в электропечи до 840-860 С и окончательньм односторонним нагревом со стороны рабочей гравюры в хлоробариевой.ванне до 1220 С с выдержкой 1=

20-25 мин. После закалки и 3-х кратного отпуска при 550-560 С напряжео ния сжатия во вставке достигаютб „,=

80-100 кг/мм .

Предложенный способ позволяет повысить стойкость изготавливаемых штампов напряженной конструкции.

Формула изобретения

Способ изготовления штампов напряженной конструкции размещением в отверстии кованой обоймы из теплостойкой штамповой стали биметаллической вставки, содержащей рабочую часть из высоколегированной стали мартенситного класса и основание из стали обоймы,и созданием напряжений сжатия в рабочей части вставки последующим отпуском штампа по режимам для стали рабочей части вставки, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стойкости штампов, перед отпуском осуществляют неразъемное соединение вставки с обоймой, преимущественно электрошлаковой наплавкой, и штамп подвергают отжигу и закалке по режимам для рабочей части вставки

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 703191, кл. В 21 О 37/20, 1977 (прототип).

996001

Составитель И. Лац

Редактор Н. Воловик Техред Т. Маточка Корректор А. Дзятко

Заказ 785/15 . Тираж. 81% Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4