SU990413A1 - Способ изготовлени матрицы штампа - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЦЫ ШТАМПА

1

Изобретение относитс  к способам изготовлени  штампов дл  гор чей штамповки , используемых пренмушественко дл  производства пустотелых осесимметричных поковок с применением операции обжима в кузнечно-штамповочном производстве.

При изготовлении поковок из высоколегированных сталей и сплавов в результате интенсивного схватывани  и налипани  ме -талла заготовки, задирообразовани  и увеличени  внеконтактной деформации поковки приобретают неправильную геометрическую форму и размеры, растет брак по чернотам при механической обработке, имеет место низка  стойкость матриц, изготавливаемых из штамповых сталей 5ХНМ, 5ХНВ, ЗХ2В8 и др. материалов, рекомендуемых ГОСТ 5950-73 и справочной литературой 1.

Известен также способ и:зготовлени  матриц из штамповых сталей дл  обрезки обло  и обжима поковок, включающие ковку исходных заготовок, механическую и термическую обработку, а также хромирование , никелирование и химико-термическую обработку 2.

Недостатком известного способа изготовлени  матриц дл  обжима поковок  вл етс  недостаточна  теплостойкость и износостойкость рабочих слоев инструмента, определ ющие малый срок службы обжимных матриц при штамповке поковок из высококачественных сталей аустенитного и мартенситного классов (40Г18ЮЗФ), 12Х18Н9Т, 20X13 и др.).

Наиболее близким к изобретению техни10 ческим решением  вл етс  способ изготовлени  армированных деталей, включающий заливку высокопрочным чугуном твердой вставки с коэффициентом линейного расширени , меньшим, чем чугуна, с последующей

15 механической и термической обработкой 3. Недостатком известного способа применительно к изготовлению матриц дл  обжима поковок  вл етс  невозможность получени  в поверхностном слое рабочей

2Q части матрицы микрополостей, удерживаемых технологическую смазку и предотвращающих адгезионное взаимодействие материалов заготовки и матрицы, что обуславливает низкую износостойкость щтампов и получение некондиционных поковок.

Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости матриц штампов дл  обжима поковок за счет получени  на рабочей поверхности матрицы сетки поверхностных микротрещин дл  удержани  технологической смазки.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему заливку высокопрочным чугуном твердой вставки с коэффициентом линейного расщирени  меньшим, чем чугуна, после термической и механической обработки рабочую поверхность матрицы подвергают 3-5-кратной поверхностной закалке, например, путем нагрева до 900-1050°С с охлаждением водой.

В результате образуетс  сетка поверхностных микротрещин - микрополостей, развивающихс  между зернами графита. Така  структура поверхностного сло  рабочих элементов инструмента обеспечивает высокую маслое.мкость в зоне трени  и износостойкость штампа. Образовавшиес  микрополости и зерна графита обуславливают про вление эффекта самосмазывани  в процессе обжима, так как вследствие пластической деформации поверхностных слоев и увеличени  объема за счет температуры , генерируемой в зоне трени , смазка экструдирует из полостей на контактную поверхность .

Необходимость совместного иснользовами  литой заготовки и 3-5-кратной поверхностной закалки обусловлена тем, что использование литых штампов без поверхностной термической обработки не обеспечивает благопри тных граничных условий в зоне контакта поковки с матрицей и приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей инструмента и грубым задирам. При.менение 3-5-кратной закалки матриц, полученных , например, ковкой из щтамповых сталей, не обеспечивает получение микрополостей и сопровождаетс  переносом металлов и получением бракованных поковок.

Способ изготовлени  матриц осуществл ют следуюп и.м образом.

Выплавка чугуна с шаровидной формой зерен графита производитс  в электродуговой печи ДСМ-5 с кислой фужеровкой. Модифицирование чугуна .металлическим магние.м осуществл етс  в герметизированном ковше конструкции ЦНИИТМАШ известным способо.м. Те.мпература металла перед заливкой составл ет 1360-1380°С. Заливка производитс  в сухие песчаноглинистые формы, сушка которых осуществл етс  в камерных сушилках при 300- 400 С.

Полость дл  получени  отливки располагаетс  в нижней полуформе и обращена расшир ющейс  частью матричной воронки вниз.

Стальные кольца Г-образр го сечени  изготовл ют из поковок стали 35, устанавливают в фор.му при сборке фланцевой частью к верхней полуформе с расположение.м верхней полочки к оси матрицы и укрепл ют стальны.ми шпильками.

Полученна  отливка после выбивки и обрубки подвергаетс  высокому отпуску при 560±20°, твердость ее составл ет НЕ 285+327. Затем производитс  механическа  обработка на токарных станках до получени  требуемой формы матрицы и слесарна  доводка ее рабочей части до получени  шероховатости поверхности не более 1,25 мкм с последующей 3-5-кратной поверхностной закалкой рабочего профил  на твердость НРС 46-52. При этом нагрев до 900-1050° осуществл ют с помощью ТВЧ или газовой горелки с последуюц.1им резким охлаждением водой.

Способ испытан при штамповке осеси .мметричных поковок из стали аустенитного класса 12Х18Н9Т. В результате показано , что обжим не сопровождаетс  задирообразованием и схватыванием .металлов

5 заготовки и инструмента, поковки характеризуютс  высоким качеством обжимаемых поверхностей, правильностью формы и геометрических размеров.

Износостойкость чугунных матриц по выщаетс  в 8-10 раз по сравнению со стальными, обеспечиваетс  стабильность процесса деформировани , сокращаютс  простои кузнечно-прессового оборудовани  из-за частой переналадки штампов.

Предлагае.мый способ может быть использован дл  изготовлени  валков поперечной прокатки.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   I. Способ изготовлени  матрицы щтампа , включающий заливку высокопрочным чугуном твердой вставки из материала с коэффициентом линейного расширени  меньшим, чем у чугуна, с последующей термической и механической обработкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости матриц щтампов за счет получени  на их рабочей певерхности сетки поверхностных микротрещин дл  удержани  технологической смазки, после термической и механической обработки рабочую поверхность матрицы подвергают 3-5-кратной поверхностной закалке.
2. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем., что при поверхностной закалке нагрев осуществл ют до 900-1050°С с охлаждением водой.

   56

   Источники информации,2. Атрошенко А. П. и др. Современные

   прин тые во внимание при экспертизештампы дл  обрезки обло . М.-Л., «Ма1 . Технологический справочник по ковкешиностроенией ,1966, с. 126.

   и объемной штамповке. Под ред. М. В Сто-
3. 3. Смел ков Н. Н. Армированные отрожева . Машг з, 1968, с. 804-810.. ливки. Машгиз, 1958, с. 116, 153.

   990413