SU716769A1 - Способ изготовлени составных биметаллических изделий - Google Patents

Description

Изобретение относится к термомеханической обработке металлов и может быть использовано в инструментально-штамповом производстве при изготовлении формообразующих деталей технологической оснастки.

Известен способ низкотемпературной термо- ^S механической обработки изделий, в соответствии с которым предварительно спрофилированную заготовку нагревают до температуры точки А, подстуживают до температуры относительной устойчивости аустенита, деформируют, закаливают до температуры деформации, а затем подвергают отпуску [1] и [2].

Известен способ изготовления биметаллическ'их изделий, включающий операции нагрева заготовки плакирующего слоя (с подложкой) или без подложки до температуры аустенизации плакирующего материала и ранее закаленной основы до температуры, соответствующей температуре мартенситного превращения аустенита плакирующего материала, штампов>ку заготовки для ее соединения с основой с одновременным формообразованием рабочей фигуры, охлаждение плакирующего слоя до температуры первоначального нагрева основы, выдержку для частичного превращения аустенита в мартенсит, нагрев изделия до температуры сорбитного превращения плакирующего материала. охлаждение изделия до комнатной температуры, механическую обработку, нагрев под закалку и закалку по режиму плакирующего материалы [3].

Однако . плакирующий слой при закалке проявляет склоность к трещинообразованию, а после завершения упрочняющей обработки изделие имеет низкую конструкционную прочность

При охлаждении изделия от температуры деформации (1150—1 200°С) в плакирующем слое, соединенном неподвижно с закаленной основой (100—200°С), возникают напряжения в результате теплового сжатия плакирующего слоя. Эти напряжения суммируются с остаточными напряжениями, которые всегда появляются при формообразовании рабочей фигуры вследствие неравномерности деформаций. Эти суммарные напряжения, а также наклеп существенно изменяют температуру начала мартенситного превра716769 щепня аустенита плакирующего слоя. Благодаря этому-в зонах действия высоких напряжений и интенсивного наклепа происходит опережение процесса превращения аустенита в мар,теисиг..Локальные превращения аустенита и связанные с этим явлением объемные изменения еще более усиливают и усложняют напряженное состояние плакирующего слоя, что приводит к зарождению трещин. Последующая выдержка ’изделия вызывает перегруппировку напряжений и это стимулирует развитие трещин и способствует их слиянию.

Кроме того, изделие после механической обработки подвергают закалке в режиме плакирующего материала,. что вызывает перегрев основного материала и способствует трещинообразованию изделий по основе и биметаллическим соединениям.

Цель изобретения - повышение надежности и эксплуатационного ресурса составных биметаллических изделий за счет снижения трещинообразования при выполнении закалки во время их эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что перед деформацией основу подогревают до температуры, соответствующей температуре относительной устойчивости переохлажденного аустенита плакирующего материала, а аустенизированную заготовку подстуживают до температуры подогрева основы, причем, сквозной нагрев составной поковки производят от температуры деформации до температуры нормальной закалки основного материала.

На чертеже приведена схема осуществления способа, где 1 - основа; 2 - матрица мастерштампа; 3 — заготовка из плакирующего материала; 4 — мастер-пуансон.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Закаленную основу 1, например пресс-формы, изготавливаемой из сталей 40ХЭ (основа) и Р6М5 (плакирующий слой), подогревают до температуры, соответствующей температуре относительной устойчивости аустенита плакирующего слоя (440-460°С), и устанавливают в рабочую полость матрицы 2 мастер-штампа. Одновременно нагревают предварительно спрофилированную заготовку 3 плакирующего слоя до температуры аустенизации (1200-1225°С), подсгуживают до температуры подогрева основы I и располагают на основе 1. Затем заготовку 3 деформируют посредством мастер—пуансона 4, что обеспечивает формообразование рабочей фигуры пресс-формы и соединение в замок плакирующего слоя с основой. После этого полученную составную поковку- извлекают из мастер-штампа, подвергают сквозному нагреву до температуры нормальной закалки основного материала (840-860’0 и закаливают в масле. Затем незамедлительно выполняют отпуск в режиме марки основного или плакирующего материала в зависимости от конструкции прессформы и условий ее эксплуатации. После отпуска составную поковку передают для слесарей зачистки рабочей фигуры и размерно-чистовой обработки посадочных мест.

Способ апробирован на примере изготовления мастер матриц для получения пуансонов из стали 20ХН, используемых в производстве пластмассовых изделий. Результаты испытаний партии мастер—матриц с плакируюншм слоем из стали Р6М5 показали, что предлагаемый способ обеспечивает стойкость от 22 до 30 пуансонов, причем выходят из строя преимущественно по смятию элементов рабочей фигуры. При использовании прототипа ^: мастер-матрицы подвергаются поломкам при вылавливании первых же пуансонов.

Claims (3)

1. Изобретение отаоситс  к термомеханической обработке металлов и может быть использовано в инструментально-штамповом производстве при изготовлении формообразующих деталей технологической оснастки. Известен способ низкотемпературной термомеха1 кческой обработки изделий, в соответстви с которым предварительно спрофилированную заготовку нагревают до температуры точки А, подстуживают до температуры относительной устойчивости аустенита, деформируют, закаливают до температуры деформации, а затем подвергают отпуску 1 и 2. Известен способ изготовлени  б метаплических изделий, включающий операции нагрева заготовки плакирующего сло  (с подложкой ) или без подложки до температуры аустенизадии плакирующего материала и ранее закаленной основы до температуры, соответствующей температуре мартенситного превраще ни  аустенита плакирующего материала, иггамп ку заготовки дл  ее соединени  с основой с одновреме(шым формообразованием рабочей фигуры, охлаждение плакирующего сло  до температуры первоначального нагрева основы, вьщержку дл  частичного превращени  аустенита в мартенсит, нагрев издели  до температуры сорбитного превращени  плакирующего .материала , охлажление издели  до комнатной температуры , механическую обработку, нагрев под закалку и закалку по режиму плакирующего материалы 3. Однако .плакирующий слой при закалке про вл ет склоность к трещинообразованию, а после заверщени  упрочн ющей обработки изделие и.меет низкую ко}гструк1щонную прочность При охлаждении издели  от температуры деформации (1150- 200° С) в плакирующем слое, соединенном неподвижно с закаленной основой (100-200°С), возникают напр жени  в результате те шового сжати  плакирующего сло . Эти напр жени  суммируютс  с остаточными напр жени ми, которые всегда по вл ютс  при формообразовании рабочей фигуры вследствие неравномерности деформаций. Эти сум.марные напр жени , а также наклеп существенно измен ют температуру начала мартенситного превра1асп; Я иустенита плакирующего сло . Благодарк итому в зонах действи  высоких напрлжеHHii 11 интенсивного наклепа происходит опережение процзсса превращени  аусгенита в мар,тепснг . Локальные превращени  аустенита и св заплые с эглм  влением объемные излкнени еиде более усш1ивают и усложн ют напр женное состо ние плакирующего сло , что приводит к заро;кдени1о трещин. Последующа  выдержка (издели  вызывает перегруппировку налр жеНИИ и это стимулирует развитие трещин и способствует их сли нию. Кроме того, изделие после MexaHKiecKoft обрабогки подвергают закалке в режиме плаки ру ощего материала что вызывает перегрев основного материала и способствует треищнообра зованпю изделий по основе и биметаллическим соединени м. Цель изобретени  -- повь щение надежности и эксплуатанд-юнюго ресурса составных биметаллических изделий за счет снижени  грещинообразовани  гфи выполнении закалки во врем  лх зксплуатащте. Поставленна  цель достигаетс  тем, что перед деформацией основу подогревают до темпе ратуры, соответствующей температуре относительной устойчивости переохлажденного аустени та плакирующего материала, а аустенизи эовш-1jiyio заготовку подстуживают до температуры подогрева основы, причем, сквозной нагрев составной поковки производ т от температуры деформации до температуры норматьной закалки основного материала. Па чертеже приведена схема осуществлени  способа, где 1 - основа; 2 - матрица мастер- штампа; 3 - заготовка из плакирующего материала; 4 -- мастер-пуансон. Предлагаемый способ заюгючаетс  в следую (цем. Закаленную основу 1, например пресс-формы , изготавливаемой из сталей 40ХЭ (основа) н Р6М5 (гтакнрующий слой), подогревают до температурь;, соответствующей температуре относительной устойчивости аустенита плакируюпдсго сло  (440-460°С), и устанавливают в ра бочую полость матрицы 2 .мастер-щтампа. Одцовремепгю нагревают предварительно спрофил рованную заготовку 3 плакирующего сло  до гемпературы аустенизации (1200-1225°С), под стуживают до температуры подогрева основь 1 и располагают на основе 1. Затем заготовку 3 деформируют посредством мастер-пуансона 4, что обеспечивает формообразование рабочей фигуры пресс-формы и соединение в замок плакирующего сло  с основой. После этого цолучет1ую составную поковку- извлекают из 7 4 мэстер-щтаг-лпа. riOiBcpi ают сквозному нагреву до темлературы норглалыюй закалки осноиного материала (840-860°С) и закаливают в масле . Затем незаме игительно вьпюлн ют отпуск в режиме марки OCHOBHOIVJ ют плакируюшего материала в зависимости от конструкции нресс{{юрмы и условий ее эксплуатации. После огпуска составную поковку передагот дл  слесарей зачистки рабочей фигуры и размерно-чистовой обработки посадочньх мест. Способ апробирован на примере изготовлени  мастер -матриц дл  получени  пуансонов из стали 20ХН, используемых в производстве пластмассовых изделий. Результата испьгтаний партии ivsacTep-матриц с плакирующи.м слоем из стали Р6М5 показали, что предлагаемый способ обеспечивает стойкость от 22 до 30 пуэлсопов, npHfeM выход т из стро  преимугцественно по см тию злементов рабочей фнгуры. При использовании прототипа лтастер-ма-фицы подвергаютс  поломка.м при вылав)П вании первых же пуансонов . Формула изобретени  Способ изготовлени  составных биметаллических изделий, преимущественно формообразующих деталей технологической оснастки, Бк.1почающкй нагрев предварительно спрофилированной заготовки из Ш1акируюш,его материала до температуры аустенизации, формообразование рабочей фигуры и соединение плакирующего сло  с подогретой закаленной основой издели , сквозной нагрев пол ленной составной поковки под закалку, закалку и отпуск, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повьпнени  надежности и зкс 1луатациоцного ресурса изделий, подогрев основы перед деформации заготовки производ т до те.-щер-атурь, соответствующей температуре относительной устойчивости переохлажденного аустенига штакирующего материала, а аустенизнрованную заготовку гюдстуживают до температурь подогрева основы, приче.м сквозной нагрев составной поковки производ т от температуры деформации до температуры нормальной закалки основного материала. Иcтx)-;ни ки ин фор мадии, прин тые во внимание при экспертизе 1.Лахтин Ю. М. Металловедение и термическа  обработка металлов. М.,Металлурги  1976. с. 246..
2. 2./Авторское свидетельство СССР № 474419, кл. В 23 F 3/02, 1974.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 513829, jai. В 23 Р 3/02 (прототип).

   и