Claims (2)
Изобретение относитс к упрочнению металлов и сплавов термомеханической обработкой и может быть от несено к способам повышени стойкости штампового инструмента гор че го деформировани , работающего под воздействием высоких циклически мен ющихс температур и напр жений. Известны различные способы повышени прочностных свойств металлов сплавов термомеханической обработкой , включающие пластическую деформацию , закалку i отпуск l. Эти способы не обеспечивают дост точно высокого значени стойкости и усталостной прочности. Наиболее близким к предложенному вл етс способ термомеханической обработки штампов, включающий нагре до температуры аустенизации, пласти ческую деформацию, закалку, отпуск и термоциклирование в интервале тем ператур 20;:: 550°С от 400 до 600 ра Применение термоциклировани в указанном интервале температур позвол ет повысить эксплуатационную стойкость штампов. Цель изобретени -дальнейшее повышение Эксплуатационной стойкости . штампов. Дл достижени поставленной цели предлагаетс способ упрочнени штамповой стали, включающий нагрев до температуры аустенизации, пластическую деформацию, закалку, отпуск и термоциклирование в интервале от 20 до 550с, в котором пластическую деформацию провод т перед нагревом до температуры аустенизации. Пример. Провод т термомеханическую обработку образцов с надрезом типа Менаже размеров 10x10x130 шл, изготовленных из штамповой стали марки ЗХ2В8Ф. Химический состав исследуемой стали,%: углерод 0,3-0,4, марганец 0,15-0,40, кремний 0,150 ,40,- хром 2,2-2,7, вольфрам 7,59 ,0, ванадий 0,2-0,5, остал ное - железо . Сначала образец подвергают пластической деформации, в результате которой осуществл етс вьщавливание надреза типа Менаже в приспособлении, установленном на 25-тонном кривошипном прессе. Режим последующей обработки подбирают таким образом, чтобы изменени . вызванные в структуре стали выдавливанием , были возможно Солее полно со ранены. Образцы из штамповой стали ЗХ2В8Ф обрабатывают на твердость HRC 44-46 по следующему режиму. Закалку провод т предварительным нагревом в электропечи при - выдержка 15 мин. Окончательный нагрев в электропечи осуществл ют при 1200с - выдержка 6 мин. Охлаждение в масле при 20-30 с. Отпуск осуществл ют при 650-660°С - выдержка 30 мин. Полученные образцы после пластической деформации, осуществл е мой выдавливанием и последующей терм ческой обработкой, подвергают термоциклированию до 300-600 теплосмен по режиму: нагрев от до немедленное охлаждение до 20с. Продол жительность одного цикла при термоциклировании посто нна . После нагрева , осуществл емого пропусканием тока промышленной частоты, до заданной программой испытаний температуры образцы охлаждают водой до .После чего цикл повтор ют вновь. Временной выдержки при максимальной тем пературе не производ т. После термоциклировани образцы испытывают на ограниченную долговечность. Дл полной оценки свойств и состо ни поверхностной зоны, структуры, твердо ти, стойкости и усталостной прочности , поверхностного упрочнени ,остаточных напр жений 1-го рода, обра цы после пластической деформации и последующей термической обработки испытывают на ограниченную долговеч ность на копре повторных ударов, с частотой 600 ударов в минуту, при энергии удара 2 кгс/см. Удары наносились с противоположной стороны надреза до окончательной поломки образца. Каждое значение ограниченной долговечности дл различных примеров получено по результантам ис пытаний шести образцов. Достовернос пиков ограниченной долговечности провер ют на удвоенном количестве образцов. Дл получени сравнительных данных провод т испытани полученных образцов по известному способу, пос ле обычной термической обработки (контрольный вариант) и подвергнутых термоциклированию (предложенный способ). Зависимость стойкости штампов в зависимости от способа упрочнени показана на чертеже, где крива 1 контрольный вариант; крива 2 способ упрочнени пО известному способу; крива 3 - способ упрочнени по предложенному способу. Приведенные данные показывают, что предложенный способ повьлшает стойкость штампов в 10-12 раз, а известный в 2-3 раза. В результате пластической деформации , осуществл емой вьщавливанием в холодном состо нии перед термической обработкой, происходит первый этап повышени стойкости и долговечности , что св зано с созданием в поверхностных сло х пластически деформированного сло с остаточными сжимающими напр жени ми. При последующем термоциклировании до 500 термоциклов наблюдаетс повышение стойкости, что объ сн етс увеличением остаточных напр жений сжати и повышением плотности дислокаций. Однако дальнейшее увеличение числа термоциклов приводит к снижению стойкости, что св зано с тем, что выделение дисперсных карбидов прекращаетс процессом коагул ции карбидных частиц. При этом происходит разблокировка дислокаций и плоскостей скольжени , что обуславливает снижение прочностных свойств. Данный способ упрочнени штамповой стали может найти широкое применение в машиностроении дл производства штампового инструмента гор чего деформировани , имеющего концентраторы напр жений и работающего под воздействием циклически мен ющихс температур л напр жений. Формула изобретени 1 Способ упрочнени штамповой стали, включающий нагрев до температуры аустенизации , пластическую деформацию, закалку, отпуск и термоциклирование в интервале от 20 до 550°С, о т л ичающийс тем, что, с целью повышени эксплуатационной стойкости , пластическую деформацию производ т перед нагревом до температуры аустенизации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Бернштейн М.Л. Термомеханическа обработка металлов и сплавов. М. , 1968, с. 21-23. The invention relates to the hardening of metals and alloys by thermomechanical treatment and can be attributed to methods for increasing the durability of a hot-forming stamping tool operating under the influence of high cyclically varying temperatures and stresses. Various methods are known for improving the strength properties of metal alloys by thermomechanical treatment, including plastic deformation, quenching and tempering l. These methods do not provide a sufficiently high value of durability and fatigue strength. The closest to the proposed method is the thermomechanical treatment of dies, including heating to the austenization temperature, plastic deformation, quenching, tempering, and thermal cycling in the temperature range of 20; 550 ° C from 400 to 600 times. Thermal cycling in the specified temperature range allows increase the operational durability of the dies. The purpose of the invention is a further increase in operational durability. stamps. To achieve this goal, a method of hardening die steel is proposed, including heating to austenization temperature, plastic deformation, quenching, tempering, and thermal cycling in the range from 20 to 550 s, in which plastic deformation is carried out before heating to austenization temperature. Example. Thermomechanical processing of specimens with a notch of the Menage type of sizes 10x10x130 sl, made of die steel ZX2V8F is carried out. The chemical composition of the investigated steel,%: carbon 0.3-0.4, manganese 0.15-0.40, silicon 0.150, 40, - chromium 2.2-2.7, tungsten 7.59, 0, vanadium 0, 2-0.5, the rest is iron. First, the sample is subjected to plastic deformation, as a result of which a Menage type cut is made in a device mounted on a 25-ton crank press. The post-processing mode is selected so that the changes are made. caused in the structure of steel by extrusion, were perhaps more fully wounded. Samples of die steel ZH2V8F process on the hardness of HRC 44-46 in the following mode. Quenching is carried out by preheating in an electric furnace at an exposure time of 15 min. The final heating in an electric furnace is carried out at 1200 s for 6 minutes. Cooling in oil at 20-30 s. Vacation is carried out at 650-660 ° C - 30 minutes exposure. The obtained samples after plastic deformation, carried out by extrusion and subsequent thermal treatment, are subjected to thermal cycling to 300–600 heat shifts according to the following conditions: heating from to immediate cooling to 20 s. The duration of one cycle during thermal cycling is constant. After heating, carried out by passing a current of industrial frequency, to the temperature set by the test program, the samples are cooled with water until the cycle is repeated. Time keeping at maximum temperature was not performed. After thermal cycling, the samples were tested for limited durability. In order to fully evaluate the properties and state of the surface zone, structure, hardness, durability and fatigue strength, surface hardening, residual stresses of the 1st kind, specimens after plastic deformation and subsequent heat treatment are tested for limited durability with a frequency of 600 beats per minute, with an impact energy of 2 kgf / cm. The blows were made from the opposite side of the notch until the final failure of the specimen. Each value of limited durability for different examples was obtained from test results of six samples. The validity of the peaks of limited durability is checked on a double number of samples. To obtain comparative data, the obtained samples were tested by a known method, after the usual heat treatment (control version) and subjected to thermal cycling (the proposed method). The dependence of the durability of the dies depending on the method of hardening is shown in the drawing, where curve 1 is the control variant; curve 2 is a method of hardening by a known method; curve 3 is a hardening method according to the proposed method. The data show that the proposed method improves the durability of the stamps 10-12 times, and the known method 2-3 times. As a result of plastic deformation, carried out by pressing in a cold state before heat treatment, the first stage of increasing durability and durability occurs, which is associated with the creation in the surface layers of a plastically deformed layer with residual compressive stresses. During subsequent thermal cycling to 500 thermal cycles, an increase in durability is observed, which is explained by an increase in residual compressive stresses and an increase in the density of dislocations. However, a further increase in the number of thermal cycles leads to a decrease in durability, due to the fact that the release of dispersed carbides is stopped by the process of coagulation of carbide particles. When this occurs, the unlocking of dislocations and slip planes occurs, which causes a decrease in strength properties. This method of hardening die steel can be widely used in mechanical engineering for the production of hot deforming die tools having stress concentrators and operating under the influence of cyclically varying temperatures and stress voltages. Claim 1: A method for hardening die steel, including heating to austenitizing temperature, plastic deformation, quenching, tempering and thermal cycling in the range from 20 to 550 ° C, which is necessary in order to increase operational durability by heating to austenization temperature. Sources of information taken into account in the examination 1. M. Bernstein. Thermomechanical processing of metals and alloys. M., 1968, p. 21-23.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2351425/22-02, кл. С 21 D 7/14, 26.04.76.2. USSR author's certificate for application number 2351425 / 22-02, cl. C 21 D 7/14, 04/26/76.
гоо 600 see тgoo 600 see t
Vacflo mepuft ut/ ofVacflo mepuft ut / of