Способ термической обоаботки штамповых биметаллических поковок Советский патент 1977 года по МПК C21D1/78 C21D7/14 C21D9/48 

I . .

Изобретение касается обработки металло.в давлением и может исполь зоваться в ;Инструментально-штампр вом производстве при изготовлений; штЕшпов объемной штамповки. :

Прогрессивным способом изготовления деталей пресс-форМ -с формообразукхцими полостями является холодное выдавливание, при использовании которого обеспечивается достижение 8-11 классов шероховатости рабочей поверхности и 2-3 класса точности по исполнению формообразующих полостей 1 , . .- - /: ;

Недостатком способаг в частнсхзти при открытом выдавливании полостей, является огранич(внность дeфop oфOвания .заготовок из штамповых сталей вследствие образования трещин и неудовлетворительного качества воспроизведения .сложно-фасонных полостей. Устранение этих недостатков за счет применения полузакрытых ил закрытых матерЧштампов возможно толко в некоторой степени для мелких штёшповых изделий, поскольку трудно обеспечить необходимую прочность матер -штампов .

Преодоление трудностей возможно путем использования предварительно

2

;|отштампованных биметаллических поковок, 1ес11и перед холодным |выдавлйванием поковки подвергать такой термообработке, при которой обеспечивается высокая 1твердость основы и низкая сопротивляемость деформациям плакирующего слоя. В Ьтом случае при| выдавливании полос -ей пластические деформации локализуются в тонком плакирукяцем слое в условиях высокого гидростатического давления. Такой прием Устраняет образование трещин и разрывов, одновременно повышает качество воспроизведения выдавливаемсэй полости штампового изделия.

Известен способ терьшческой (обработки стали, ; содержащей 0,02-0,10% по которому после горячей деформации производят нагрев до температуры в области от температуры раскристаллизации до , медленное охлаждение от этой температуры до (температуры ; между точкой Ад и , быстрое охлаждение до обычной темпе ратуры, нагрев до ЗОО-БЗО С и медленное охлёшдение 2 . Известный способ термообработки (отжига) повышает пластичность материала. Однако он непригоден для | обработки биметаллических штамповых поковок под

холодное выдавливание формообразующих полостей с использованием указанного выше технологического приема иэ-за раздачи поковки в радиаль. ном направлении при открытом выдавливании.

Наиболее близким техническим решением является способ термической обработки штамповых биметаллических поковок, включающий нагрев заготовки до температуры закалки основной стали ( для стали 7X3 840-850С) , выдержку в течение 45 час и охлаждение вместе с печью до 20-100С t3j .

Однако этот способ также не обеспечивает возможность выполнения холоного выдавливания формообразующей полости штампового изделия с высоким качеством ее воспроизведения, поскольку основа поковки после реализации способа имеет низкую сопротивляе мость пластическим деформациям.

Цель изобретения - расширение гтенологических возможностей изготовления, штамповых изделий способом холодного выдавливания за счет повышения прочности основы при достаточной платичности и низкого предела текучести плакирующего слоя.

Эта достигаетя тем, что в изйест- ном способе термической обработки штамповых биметаллических поковок, включающем нагрев поковки, состоящей из основной и плакирующей сталей, до температуры закалки основной стали, вьщержку и охлаждение, после выдержки поковку подстуживают до температуры, расположенной в интервале между критическими точками Aj плакирующей и основной сталей, вторично вьщерживают щля превращения аустенита плакирующего материала, охлаждают поковку в режиме закалки, соответствующей марке основного материала а затем поковку подвергают отпуску в режиме основного материала.

Подстуживание биметаллической поковки и вторичная ее выдержка в интервале точек Aj основной и плакирукнцей сталей обеспечивает перлитное превращение аустенита плакирующего материала. Это обеспечивает, независимо от скорости последнего охлаждения поковки, низкую твердость плакирующего слоя, что позволяет производить холодное выдавливание формообразующей полости штампового изделия.

Закалка и- отпуск заготовки с исходными ст)руктурами аустенита (основа и перлита (плакирующий слой) придают, по сравнению с медленным охлаждением от той же температуры, основе поковки высокую твердость и хрупкую прочность без существенного изменения структурвплакирующего слоя. Это обеспечивает

возможность выполнения холодного выдавливания в поле высокого гидростатического давления, что исключает образование трещин и повышает

качество воспроизведения выдавливаемой ;полости изделия.

Пример . Биметаллическую поковку из сталей 5ХНТ (основа) и ЗХ2В8 (плакирующий слой) нагревают в печи до температуры Зс1калки

стали 5ХНТ (840°С), выдерживают в течение 4-5 час для снижения внутренних напряжений и вместе с печью подстуживают до 770-790°С. Этот температурный интервал расположен

между точками А основной стали 5ХНТ (720С) и плакирующей стали ЗХ2В8 (810С) .

Затем поковку вторично выдерживают в печи в течение 6-8 час для

превращения аустенита плакирующего материала и подвергают закалке в среде масла. После закалки незамедт итёльно выполняют отпуск в режиме стали 5ХНТ. В результате выполнения

термической обработки плакирующий слой приобретает твердость Н Т С 16- -20, а основа -НЯС 46-48, что обеспечивает возможность выполнения холодного выдавливания формообразукицей

полости штампа. Потом поковку подвергают зачистке и передают на операции холодного выдавливания полости.

Предлагаемое изобретение расширит область холодного выдавливания на штампы объемной штамповки, что обесne JwT повышение их точности и снижение затрат на их изготовление. Экономический эффект, который может быть получен при использовании способа на одном предприятии, составит 15-60 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ термической обработки штамповых биметаллических поковок, состоящих из основного и плакирующего материалов, включающий нагрев до температуры заисалки основного материала выдержку и охлаждение, о т ли ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения прочности основы и обеспечения;

пластичности плакирующего слоя под холодное выдавливание формообразующих полостей, после выдержки поковку подстуживают до температуры в интервале между критическими точками | ,

плакирующего и основного материалов, выдерживают до завершения превращения аустенита плакирующего материала в перлит, охлаждают в режиме закалки основного материала, а затем под)вергают отпуску.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Грауманис Я. В. и Рудзитис С,С, Вьщавливание формообре1эуюцих полостей штампов и пресс-форм. Рига ЛРИНТИП, 1971J с. 5-12.

2, Патент CltlA 383905, 148-12, 1974.

3. Довнар С. А. Термомеханика упрочнения и разрушение штампов объемной, штамповки. М., Машиностроение, 1975, с. 237-238.