Способ изготовления бандажированного формообразующего инструмента Советский патент 1982 года по МПК C21D8/00 C21D9/22 

I

Изобретение относится к инструментальной промышленности, в частности к изготовлению инструмента для прессования, волочения и штамповки металлов

При изготовлении изделий прессованием , волочением и штамповкой формообразующий инструмент, в частности матрицы, волоки, контейнеры, штамповыё вставки, предварительно бандажируют для создания в них сжимающих напряжений.

Известен способ бандажирования формообразующего инструмента, заключающийся в том, что инструмент запрессовывают в бандажные кольца с некоторым натягом. При этом бандажные кольца предварительно термообрабатывают, обычно подвергая их закалке на максимальную прочность и последующему отпуску до твepдoctи HRC 32-S в зависимости от назначения инструмента и применяемого для бандажных колец материала СЗНедостаток известного способа заключается в том, что запрессовка в такие кольца инструмента, имеющего, как правило, еще более высокую твердость и сопротивление деформироваHV40, связана с большими удельными усиЛИЯМИ запрессовки, что вызывает необходимость использования мощных гидравлических прессов или другого оборудования и зачастую приводит к по10ломке бандажей и инструмента, особенно при возникновении перекосов.

Известен способ бандажирования, при котором бандажные кольца перед запрессовкой в них инструмента нагISревают что приводит к снижению усилий запрессовки за счет увеличения посадочных размеров колец и уменьшает вероятность поломок Г23.

При сравнительно небольшой величине натяга этот способ позволяет полностью устранить необходимость запрессовки, обеспечивая установку .инструмента в бандажные кольца толь ко за счет термического расширения последних вследствие нагрева. При этом способе температура нагрева бандажных колец не должна превышать температуры отпуска их материала на заданную твердость Данное требовайие ограничивает применение способа для бандажирования инструмента с большими натягами, которые назначаются, в частности, для инструментов, нагревающихся в процессе эксплуатации до высоких температур, а также в случаях использования бандажирования для компенсации температурных деформаций. 8 этих случаях несмотря на нагрев бандажных колец до температур, не превосходящих температуры отпуска их материала на заданную твердость, для бандажирования необходимы большие усилия, при этом увеличивается вероятность поломки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ бандажирования матрицы, в соответствии с которым матрицу устанавяивают по горячей посадке в предварительно термообработанный и нагре тый до бандаж, изготовленный и твердого сплава. Данный способ позволяет осуществлять бандажирование с большими натягами за счет нагрева до высоких температур бандажных колец, изготовленных из твердого сплав который при данных температурах не снижает своих механических характеристик 33. Однако применение бандажей, изго товленных из твердого сплава, приводит к увеличению стоимости бандажированного инструмента, а также непригодно для бандажей, воспринимающих значительные растягивающие нагрузки вследствие низкого сопроти ления таким нагрузкам твердых сплавов. Цель изобретения - упрощение про цесса изготовления и сохранение про ности бандажного кольца. Поставленная цель достигается те что согласно способу изготовления формообразующего инструмента, включающему предварительную термическую обработку бандажного кольца, нагрев бандажного кольца до температуры го рячей посадки и посадку при этой температуре, термическую обработку бандажного кольца осуществляют на твердость, превышающую заданную на 2-10 единиц ИКС, а при температуре (Горячей посадки его выдерживают до достижения заданной твердости. Температуру горячей посадки, превышающую температуру отпуска и достаточную для получения заданной твердости, выбирают исходя из требуемой величины натяга, а скорость нагрева бандажного кольца и время выдержки при температуре горячей посадки устанавливают в зависимости от его материала и габаритов Величину превышения твердости, достигаемой после предварительной термообработки над заданной (дН -, Hf,-H, определяют исходя из снижения заданной твердости И, в результате нагрева бандажного кольца до температуры горячей посадки (лН« - ) по зависимости АН Hii+ (2...) (1) Бандажирование инструмента с большим натягом осуществляетсй только за счет горячей посадки (без усилия запрессовки) или с минимальным усилием, а бандажные кольца из обычно П| имгняемых материалов сохраняют заданные механические свойства, что повышает надежность соединё«ия. Отсутствие необходимости применения для бандажей твердых сплавов снижает и стоимость бандэжированных инструментов. Предлагаемым способом бандажируют матрицу для горячего выдавливания заготовок сверл 022 мм. Наружный диаметр матрицы АО мм. Материал матрицы сталь РбИ5 бандажного кольца сталь 5ХН8, 9 их заданная твердость соответственно HRC 61-63 и HRC i-. Необходимая величина натяга, найденная из условия компенсации растягивающих напряжений в стенках матрицы при максимальных усилиях выдавливания, рабна 0,32 мм. Для достижения заданной твердости бандажа его обычно подвергают термообработке, включающей закалку на масло с температуры 8 0-860 С (твердость после закалки HRC 55-59) и отпуск 60-i«80°C. Температура нагрева бандажного кольца, необходимая для его установки на матрицу за счет горячей посадки, для заданного натяга равна 620 ± . При нагреве предварительно термически обработанного на твердость 2 kk HRC бандажного кольца из стали 5ХНВ до температуры горячей посадки и выдержке при данной температуре в течение 5 мин твердость его снижается до HRC 36-38. Снижение твердости дН (j составляет таким образом 6 ед.НЯС, что гнижает эксплуатационную стойкость инструмента. На ос новании зависимости 1 выбирают дН 10 и проводят термообработку банда ного кольца перед нагревом до полуме ния твердости Hf, 52 - S (закалка температуры 8 0-860 С и отпуск при 300-320°С). Затем осуществляют нагре кольца до 620°С (температура горячей посадки), выдерживают при этой температуре и бандажируюто Время выдержки при температуре го рячей посадки (включая продолжйтельно сть бандажировамия) 5 мин. Твердoetь кольца (измеренная после охлащения баидажированного соединения НКе tZ - 3 что соответствует заданной:. ; -::.. ; .; .. . . , .. ;. Использование предлагаемого способа изготовления формообразующего инструмента обеспечивает следующие преим ества: уменьшение усилия запрессовки за счет «нагрева бандажных колец до высоких температур при бандажировании инструмента с большой величиной натяга; уменьшение количес .Qa поломок при бандажировании вследствие снижения усилий; возможность использования взамен дорогостоящих твердых сплавов бандажных колец из обычно применяемых материалов (с сохранением последними заданных меха, нических свойств). Формула изобретения Способ изготовления бандажированного формообразующего инструмента, включающий предварительную термическую обработку бандажного кольца, нагрев бандажного кольца до температуры горячей насадки и посадку при этой температуре, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса изготовления и сохранения прочности колец, термическую обработку бандажного кольца осуществляют на твердость, превышающую заданную на 2-10 единиц HRC, а при температуре горячей посадки его выдерживают до достижения заданной твердости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Северденко В.П. и др Горячее гидродинамическое выдавливание режущего инструмента. Минск, Наука и жизнь, IS с. 95. 2.Прозоров Л.В. Прессование стали и тугоплавких сплавов. Нашиностро1969, с. 178. еНие, 3.Заявка Японии К 52-357 6, кл. 12С223.3., 1977.