SU802383A1

SU802383A1 - Method of thermomechanical treatment of stamps

Info

Publication number: SU802383A1
Application number: SU792725893A
Authority: SU
Inventors: Станислав Альбертович Довнар
Original assignee: Физико-технический институт АН Белорусской ССР
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1981-02-07

Description

(54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ШТАМПОВ(54) METHOD OF THERMOMECHANICAL PROCESSING OF STAMPS

значени х отношений , местных напр жений, возникающих в местах резких изменений формы гравюры штампа, к номинальным напр жени м известный способ упрочнени недостаточно эффективен . Этот недостаток обусловлен тем, что дополнительный нагрев не в состо нии обеспечить образование остаточных сжимающих напр жени высокой интенсивности, способных повысить усталостную прочность штампов.values of relations, local stresses, arising in places of sudden changes in the shape of the stamp engraving, to nominal stresses, the known method of strengthening is not effective enough. This disadvantage is due to the fact that additional heating is not able to provide the formation of residual compressive high-intensity stresses capable of increasing the fatigue strength of the dies.

Цель изобретени - повышение эксплуатаиконного ресурса штампов.The purpose of the invention is to increase the operational life of the dies.

Это достигаетс тем, что в способе, включаюшем подогрев, индукционный нагрев зон образовани усталостных трещин до. температуры на 5.0-100° С выше точки Асз, объемный нагрев до температуры закалки, постуживание , закалку и отпуск, перед подогревом в зонах образовани усталостных троцин выполн ют наплывы, возвышающиес над поверх ностью гравюры на величину, соответствуюшую допустимой глубине образовани усталостных трешин, а удаление наплывов, осуществл ют вдавливанием во врем подстуживани .This is achieved by the fact that in the method including heating, induction heating of fatigue crack formation zones is up to. temperatures from 5.0 to 100 ° C above the Asz point, volumetric heating to quenching temperature, hardening, quenching and tempering, before being heated in the fatigue trocin formation zones, swellings are raised above the engraving surface by an amount corresponding to the allowable depth of fatigue crack formation, Slug removal is carried out by indentation during pushing.

В результате вдавливани наплывов возникают , благодар стеснению металла, остаточные напр жени сжати , которые закрепл ютс мелкодисперсными частицами карбидной фазы, выдел ющимис в период поПстуживани аустенита. При закалке издели эти остаточные напр жени сжати наследуютс мартенситом и почти не растрачиваютс при вьшолнении конечной операции - отпуска. Таким образом,отличительные признаки предлагаемого способа обеспечивают образование на участках развити усталостных трещин интенсивных термически устойчивых остаточных напр жений сжати , что повышает стойкостный ресурс штамповых изделий.As a result of indentation, sagging occurs, due to the constraint of the metal, the residual compressive stresses, which are fixed by fine particles of the carbide phase, released during the period of austenite pressure. During the quenching of the product, these residual compressive stresses are inherited by martensite and are almost not wasted when performing the final operation — tempering. Thus, the distinctive features of the proposed method provide for the formation of intense thermally stable residual compressive stresses in the areas of fatigue crack development, which increases the service life of die parts.

Сушность предлагаемого способа по сн етс чертежом: на фиг. 1 в качестве примера объекта местной термомеханической обработки представлена высокоточна матрица 1 дл получени фланца изол тора силового венти- . л . По рабочей фигуре матриш предусмотрен кольцева канавка У-образного сечени , по дн которой происходит, вследствие концентрации напр жений раст жени , зарождение и развитие усталостной трещины 2. На фиг. 2 показана схема ликвидации наплыва 3 штамповкой в цикле термомеханической обработки матрицы (на фиг. наплыв зачернен), что достигаетс с помощью инструмента 4, сцентрированного с матрицей пocpeдctвoм контрольной вставки 5.The driedness of the proposed method is illustrated in the drawing: in FIG. 1, as an example of an object for local thermomechanical processing, is represented a high-precision matrix 1 for obtaining an insulator flange of a power valve. l According to the working figure, the matrix provides a Y-shaped annular groove, on the bottom of which, due to the concentration of tensile stresses, the nucleation and development of the fatigue crack 2 occurs. Figure 2 shows the pattern of eliminating the influx of 3 by punching in the cycle of thermomechanical processing of the matrix (in Fig. 6, the influx is blackened), which is achieved with the help of tool 4, centered with the matrix by means of the control insert 5.

Пример. Изготавливалась парти матриц (фиг. 1) из стали Х12М дл получени фланца с кольцевым выступом, неплоскостность опорной поверхности которого при стыковой конценсаторной сварке с корпусом вентил не должна превышать 0,01 м. Вм тины и выступы на зтой поверхности, обусловленные , например, присутствием усталостной трещины в матрице, не допустимы. При обработке закаленных матриц лезвийньп инструментом можно получать кольцевую канавку с радиусом по дну не менее 0,10-0,15 мм. Изза столь большого радиуса сварка фланцев с корпусами вентилей велась на чрезмерно жесткцх режимах, что приводило к относительно большому проценту брака готовых изделий по герметичности.Example. A batch of dies (Fig. 1) was made of X12M steel to obtain a flange with an annular protrusion, the non-planarity of the support surface of which, when butt welding with the valve body, should not exceed 0.01 m. fatigue cracks in the matrix are not acceptable. When machining hardened dies with a blade tool, you can get an annular groove with a radius at the bottom of at least 0.10-0.15 mm. Because of such a large radius, the welding of flanges with valve bodies was carried out in excessively rigid modes, which resulted in a relatively large percentage of defects in finished products due to tightness.

Исходные заготовки подвергали гор чей проковке и нормализации, после чего осуществл ли их токарную обработку с образованием наплыва, возвышающегос над дном кольцевой канавки на 0,2 мм (фиг.2), слесарную обработку,, шлифовку базовых поверхностей и доводку отверсти под выталкиватель в размер. Полученные заготовки подвергали очистке и гальваническому никелированию дл защиты от окалинообразовани . Толщина никелевого покрыти составл ла 5- 10 мкм. Последующие операции, относ щиес к термомеханической обработке матриц, проводили в следующем пор дке:The original blanks were subjected to hot forging and normalization, after which they were turned to form an influx of 0.2 mm elevated above the bottom of the annular groove (Fig. 2), the plumbing, grinding of the base surfaces and finishing the ejector hole in size . The obtained blanks were subjected to cleaning and galvanic nickel plating to protect against scale formation. The thickness of the nickel coating was 5-10 microns. Subsequent operations related to the thermomechanical processing of the matrices were performed in the following order:

-подогрев в печи, имеющей температуру 600-650° С, с выдержкой в печи 20-25 мин;-heating in an oven having a temperature of 600-650 ° C, with an exposure in the oven for 20-25 minutes;

-двукратный индукционный нагрев по кольцевой канавке до 1080-1120° С с промежуточной выдержкой 15-20 сек;- double induction heating along an annular groove up to 1080-1120 ° С with intermediate exposure for 15-20 seconds;

-объемный нагрев матриц под слоем графита до 1030-1050° С с вьщержкой при этой температуре в течение 30-35 мин ;-volume heating of the matrix under a layer of graphite to 1030-1050 ° С with a conductivity at this temperature for 30-35 minutes;

-подстуживание на воздухе до 820-860°С с контролем температуры по интенсивности свечени заготовки;- air fouling up to 820-860 ° C with temperature control based on the intensity of the glow of the workpiece;

-штамповка наплыва с использованием мастер-пуансона, предварительно подогретого до 400-450° С;- stamping flow using a master punch, preheated to 400-450 ° C;

-повторное подстуживание на воздухе до температуры 750-780°;- repeated podstuzhivaniye on air to temperature 750-780 °;

. -. закалка в масле;. -. oil quenching;

-отпуск при 550 С до твердости HRC 5860;- tempering at 550 ° C to hardness HRC 5860;

-полировка рабочей фигуры и технический контроль.- polishing of a working figure and technical control.

Представленные в таблице данные сравнительных испытаний матриц на среднюю стойкость (тыс. шт. штамповок), показывает, что при использовании предлагаемого способа обеспечиваетс по сравнению с прототипом повышение стойкости матриц в 2,5 раза. Кроме того, предлагаемый способ позвол ет получить канавки с радиусом по дну 0,015 мм, что улучшает качество конденсаторной сварки.The data presented in the table for comparative tests of dies for medium durability (thous. Pcs of forgings) shows that using the proposed method provides a 2.5 times increase in durability of dies compared with the prototype. In addition, the proposed method allows to obtain grooves with a radius of 0.015 mm at the bottom, which improves the quality of capacitor welding.

Термообработка: закалка с 1030-1050° С, отпуск при 190-210° С до HRC 59-61 + выпопиение кольцевой канавки лезвийным инструментомHeat treatment: quenching from 1030-1050 ° С, tempering at 190-210 ° С to HRC 59-61 + melting of the annular groove with a blade tool

Термообработка по прототипу (а.сЛ° 522245) + вьшолнение кольцевой канавки лезвийным инструментомHeat treatment of the prototype (a.SL ° 522245) + execution of the annular groove with a blade tool

Изготовление матриц по предлагаемому способуThe manufacture of matrices according to the proposed method

Claims

1. Handbook metalist, vol. 4. M., 1977, p. 145-167.

2. Novikov I. I. Theory of heat treatment of metals. M., 1974, p. 387-393.

3. USSR author's certificate number 522245, cl. C 21 D 9/22, 1975.

/ 3

FIG. 2