Способ изготовления высокоточных прессинструментов Советский патент 1977 года по МПК C21D7/14 

1

Изобретение относится к области термомеханической обработки металлов и может быть использовано в ннструментально-штамновом производстве.

Известен снособ изготовления бнметаллнческих штампов, включающий нагрев нлакированной заготовки до темиературы пластической деформации плакирующего материала, предварительную щтамновку, охлаждение до температуры относительной устойчивости аустенпта плакирующего слоя, выдержку для нревран-1;ения аустепнта основного металла в бейнит, окончательную щтамповку для формообразования гравюры, закалку е этой темнературы и отиуек в режиме осиовного металла.

Использование способа ири нзготовлении штампов иозволяет ирименять открытое выдавливание гравюры. Кроме того, способ обеспечивает высокую точность исполнения рабочей фигуры, поскольку закалку основы штампа пропзводят перед выполнением окончательной штамповки и закалки плакирующего слоя. Такой прием уменьшает закалочные деформации рабочей фигуры и тем эффективнее, чем тоньше плакируюпд,ий слой.

Тем не менее этот способ применительно к нзготовлеиию высокоточных пресс-инструментов имеет недостатки, заключающиеся в том, что все известные плакирующие материалы не обладают такой твердостьюкак, например,

слои, диффузионно иасыщениые азотом. Поэтому пресс-инструменты, изготовленные по известному способу, не обладают высокой износостойкостью, которая так необходима высокоточному иресс-ииструменту. Кроме того, если нлакнрованне производить до предварительной щтамповки, то плакирхющий слой после штамповки оказывается по толщине неpaiBiHOMepiHbiM, что отрицательно влияет на точность рабочей фигуры. Вместе с тем плакирование предварительно отштампованной заготовки весьма затруднено из-за сложности рабочей фигуры и малых ее размеров. К тому же снособ является сложным в том отношении, что требует выполнения предварительной п окончательной штамповок при разных температурах (1150-1200°С и 450 -600°С), но с одного нагрева.

Известен также снособ термомеханнческой обработки стальных г;зделий, включающий пементацию заготовки на глубину 0,9-1,6 мм, нагрев до температуры деформации, деформацию, закалку с этой температуры и отпуск.

Известный способ повышает износостойкость п усталостную прочность пзделий, но также непригоден для изготовления высокоточных пресс-инструментов ирежде всего изза высоких закалочных деформаций (закалку нроизводят с температуры выше критической точки).

С целью повышения точности пресс-инструмента без снижения его износостойкости и качества воспроизведения выдавливаемой гравюры в известном способе изготовления стальных изделий, включающем диффузионное насыщение рабочей поверхности углеродом, нагрев под штамповку, штамповку, закалку с температуры штамповки и отпуск, перед диффузионным насыш,ением выполняют предварительную формовку гравюры, насыщение дополиительно производят элементами, повышающими устойчивость аустенита диффузионного слоя, например хромом и азотом, нагрев под штамповку производят не ниже температуры аустеннзацни этого слоя, причем перед штамповкой осуществляют подст живание пресс-инструмента до температуры повышенной устойчивости переохлажденного аустенита диффузионно насыщенного слоя и выдерживают до полного превращения аустенита основного материала, а отпуск выполняют в , соответствующем составу диффузионно насыщенного слоя.

Диффузионное насыщение поверхностного слоя заготовки после предварительиой штамповки позволяет устранить размытие днффузпонно насыщенного слоя, которое происходит по участкам интенсивного течения деформируемого металла на границе контакта с деформирующим мастер-пуансоном, а также поверхностного слоя рабочей фигуры повышенной устойчивости при переохлаждении.

Способ можно осуществить следующим образом.

Заготовку пресс-инструмента из стали, например, марки 5ХНМ предварительно деформируют мастер-пуансоном для образования фигуры, близкой по размерам и форме к рабочей фигуре изделия. Затем производят

очистку поверхности заготовки от окалины и залрязнелий, например способом гидроабразивной обработки. После этого изделие устанавливают в приспособление и производят местное диффузионное легирование в среде, содержащей, например, %: Сг 71; К4Ре(СЫ)б 2,8; карбюризатора 5,3; мочевины 11; NH4C1 1; AlsOa - остальное. После выдержки в печи (900-ilOOO C) приспособление вместе с изделием охлаждают на воздухе, затем изделие гальванически покрывают тонким слоем никеля и нагревают в карбюризаторе до 1150- 1200°С, подстуживают до температуры относительной устойчивости аустенита диффузионно насыщенного слоя, равной примерно 400- 450°С, и производят окончательную щтамповку для формообразования рабочей фигуры, затем пуансон закаливают и с температуры охлаждения в 100-150°С подвергают отпуску.

Формула изобретения

Способ изготовления высокоточных прессинструментов, включающий диффузионное насыщение поверхности углеродом, штамповку, закалку с температуры штамповки и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения качества воспроизведения выдавливаемой гравюры и ее точности, перед насыщением предварительно формуют гравюру, насыщение дополнительно осуществляют хромом и азотом, после чего производят нагрев до температуры аустенизации полученного слоя, подстуживание до температуры повышенной устойчивости переохлажденного аустенита слоя, выдержку до полного превращения аустенита основного металла и окончательную штамповку, а отпуск выполняют в режиме, соответствующем составу диффузионно насыщенного слоя.