SU946764A1 - Способ термической подготовки молотовых штампов - Google Patents

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам термической подготовки молотовых штампов перед их эксплуатацией.

Известен способ термической подготовки молотовых штампов перед их эксплуата-⁵ пией, включающий операции закалки, объемного отпуска и нагрева штампа до рабочей температуры 200-400°С [1] .

Недостатком известного способа подготовки штампов является их низкая износостойкость, особенно в производстве круп— негабаритных поковок сложной формы.

Нель изобретения — повышение износостойкости штампов при их эксплуатации. ₁₅

Поставленная цель достигается тем, что в способе термической подготовки молотовых штампов перед их эксплуатацией, включающем операции закалки, объемного отпуска и нагрева штампа до рабо- 20 чей температуры 200 - 40Cf С, нагрев штампа осуществляют в два этапа, на первом из которых температуру- нагрева доводят до 450 — 650 С, а на втором этапе температуру снижают до 200 — 400°С.

На чертеже изображены, кривые зависимости ударной вязкости от температуры.

При отпуске стали со структурой мартенсита или отпущенного мартенсита в узком диапазоне температуры 300°С, значение которой.соответствует температуре эксплуатации штампов, имеет место распад перенасыщенного твердого раствора углерода в οό-железе, происходящий преимущественно по границам зерен.

По указанным границам карбиды выделяются в виде пленки^ что приводит к охрупчиванию материала. При последующем повышении температуры отпуска до 45Ъ 6 50°С вязкость стали существенно возрастает благодаря исчезновению карбидной пленки вследствие коагуляции карбидных выделений. Если материал затем подстудить, например, до 200 - 400 С, что соответствует рабочей температуре эксплуатации штампов, то карбидная пленка не восстанавливается. Поэтому режим терми5 946764 4 ческой подготовки штампов под экспиуа— тапию обеспечивает повышение вязкости материала, что способствует увеличению трешиностойкости.

Способ осуществляют следующим об- ₅ разом.

Штамповый кубик (или штамп) подвергают закалке, после чего проводят объемный отпуск для получения комплекса требуемых механических свойств. Затем передю эксплуатацией штампов осуществляют их нагрев до температуры 450 - 650°С, после чего температуру штампов доводят до температуры их эксплуатации (200 — 400°С). 15

На чертеже изображены кривые, иллюстрирующие зависимость ударной вязкости, материала С1ц/1б от температуры при нагреве образцов из стали 5ХНМ , закал ива емых с 820 - 860°С и подвергаемых от температуры закалочной ванны 150 - 180° С объемному отпуску (580 С, 2ч) (кривая О со знаком нагрева), а также при последующем их охлаждении от температуры подогрева 580°С после выдержки в течение 5 мин кривая δ со знаком 30 мин и 90 мин ( i *-) ; дЬр - интервал рабочих температур эксплуатации штампов; . цифры-под кривыми указывают среднее зна—θ чениеударной вязкости образцов (кгс м/см ; ; в интервале рабочих температур штампов (Δ<ρ = 200-400°С), испытанных в соответствии с ГОСТ 94 54—60.

Из анализа экспериментальных данных следует, что прогрев штампов по предлагаемому способу обеспечивает повышение ударной вязкости в интервале рабочих температур штампов 200-400° С по сравнению с известным способом в: 9,7/7,4 = = 1,30; 12,8/7,4 = 1,75 и 14,3-7,4 = ' ~ 1,95 раз соответственно при выдержках, осуществляемых при 580°С, в течение 5, 30 й 90 мин. При этом исходная твердость образцов (НУ465) в результате выполнения нагрева (580 °C) и подстуживания (200 — 400 С) не изменяется при выдержке 5 мин, ио при выдержке 30 мин твердость (НУ) понижается, однако все же находится в нормативных пределах штампов молотовой штамповки. Образцы подвергаемые выдердке 90 мин, понижают свою твердость (НУ) на 2 0?ό, что является нежелательным, поскольку повышение ударной вязкости за счет снижения твердости оказывается неэффективным из-за потери износостойкости элементов рабочих фигур штампов.

Пример. Модели молотовых штампов 1300—5161. наиболее подверженных , согласно статическим данным, трещинообразованию, выполненные из стали 5ХНМ в масштабе 1: 10 по отношению к реальным штампам, загружают в печь при ЗбС/’С и со скоростью 50°С/ч нагревают до температуры закалки 820 - 860^оС после че- . го закаливают в масле с исходной температурой 160 — 180 С. Непосредственно после закалки от температуры охлаждения 160 - 180°С модели штампов подвергают нагреву до 560 — 580 С до твердости НУ 380 и местному отпуску хвостовика, осуществляемому путем ВЧнагрева последнего до 650 - 690°С (НУ 290).

Следует отметить, что для каждого конкретного материала, исходя из требований к его прочностным характеристикам интервал температур предварительного нагрева и выдержка при этой температуре уточняется экспериментально.

После этого проводят сравнительные испытания моделей по следующей методике. По зеркалу моделей выполняют линейные взаимно перпендикулярные надрезы глубиной 3 мм и с углом при вершине 60°С, пересекающиеся в геометрическом центре гравюры штампа. Эти надрезы выполняют роль концентраторов напряжений для инициирования зарождения магистральных трещин. Затем модель штампа устанавливают зеркалом на 4—х опорах основания на испытательной машине и через пуансон, установленный на плоскости хвостовика, подвергают статическому нагружению до разрушения. Усилие разрушения Р модели штампа принимают за критерий оценки эффективности термической подготовки штампов по предлагаемому способу. Приведенные испытания показали, что модели штампов, подвергнутые прогреву по предлагаемому способу разрушились при средних усилиях нагружения 110 тс , а контрольные (подготовленные по режимам извест- ‘ ного способа) при 92 тс.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить хрупкую прочность металла почти на 20% и тем самым повысить износостойкость (Штампов по сравнению с известным.

Claims (2)

1. Ковка и объемна  штамповка стали. Справочник. Т.

2. М., Машиностроение, 1968, с. 381 (прототип).

aH/fS / :гСМ/СМ