Способ поверхностного упрочнения пресс-форм

бибдвот .й Ь"й Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 23 С 17/00 Государственный комитет СССР но деяам изобретений и открытий(71) Заявитель Физико-технический институт АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ПРЕСС-ФОРМИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в инструментально-штамповом производстве при изготовлении Формообразующих деталей пресс-Форм для получения, например, пластмассовых изделий.Наиболее распространенный способ изготовления формообразующих деталЕй пресс-Форм основан на холодном выдавливании рабочих фигур в заготовках из малоуглеродистых сталей с последующим упрочнением рабочих поверхностей. Известен способ поверхностногоупрочнения деталей н инструментов иэмалоуглеродистых сталей (0,1-0,3 С),включающий цементацию, например,твердыми углеродсодержащими смесями,закалку и отпуск 1.Цементозанный слой, образованныйна нелегированном или низколегироваином материале проявляет склонностьк слнпанию с пластмассой что приводит к местному разрушению Формуемыхиэделий при отделении их формообразующих деталей,Известен способ поверхностногоупрочнения изделий, включащий гальваническое покрытие хромом, цементацию закалки и отпуск )2 .Способ имеет недостатки. Во-первых, не обеспечивает создание твердой подложки карбидизированного хромового осадка, что приводит при эксплуатации формообразующих деталейк образованию на рабочей Фигуревмятин и других дефектов, связанных 10 с низкой несущей способностью подложки, Во-вторых, способ предусматривает выполнение закалки после карбидизации хромового осадка, что приводит к охрупчиванию самого осадка и 15 в особенности гладких границ разделаподложки с карбидизированным хромом,Известен способ поверхностногоупрочнеиия цементованных и термически обработанных формообразующих 20 деталей пресс-форм для полученияпластмассовых иэделий путем гальванического покрытия хромом 3. Способобеспечивает защиту Формообразующихдеталей от коррозии и значительно 25 ухудшает извлекаемость пластмассовыхизделий беэ их разрушения иэ прессформ, благодаря пониженной адгезии.Однако известный способ имеет недостаток, обусловленный зависимостью 30 прочности хромового покрытия от приФормула изобретения Способ поверхностного упрочненияпресс-форм,включающий цементацию,закалку,бтпуск и гальваническое покрытие хромом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияэксплуатационной стойкости, передцемЕнтайией производят никелированиеи диффузионный отжиг."Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Лахтин Ь.М. Металловедение итермическая обработка металлов. И1976, с. 258,2. Физико-химическая механика материалов, 1972, Р 6, 8, с. 21-24.3. Вайнер Я,В. и др. Технологияэлектрохимических покрытий Л., 1972.Тираж 1074 ПодписноеУжгород, ул.Проектная, 4Ф роды и структуры основного материала.При осаждении хрома нацементованнуюи закаленную поверхности образуются"высокие"остаточнйе напряжения растяжения, приводящие в процессе эксплуатации пресс-форм к быстрому отслаиваниюхромового покрытия, Это снижает 5, стойкость и надЕжность формообразующих деталей пресс-форм, Нанесениепромежуточного слоя, например, никЕля,малоэффективно и иэносоустойчивоехромирование выполняют, как правило,непосредственно на основной материал.Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости пресс-форм.Поставленная цель достигаетсятем, что в известном способе поверхностного упрочнения формообразующихдеталей пресс-форм, включающем цементацию, закалку, отпуск и гальваническое покрытие хромом, перед цементацией производят никелирование и щдиффузионный отжиг,Никелирование перед цементациейобеспечивает очистку поверхности основного материала в процессе диффузионного отжига за счет диффузиивредных примесей в слой никеля изащиту поверхности основного материала от проникновения вредных примесейиз углеродсодержащей среды при цементации. Этот эффект достигается тем,что никель обладает большим сродст"вбМ к вредным примесям по сравнениюс железом (основной материал).Диффузионный отжиг после никелирования обеспечивает образование наповерхности основного материала буФерного слоя со структурой аустенитавследствие способности никеля образо- вйвать с железом непрерывные твердые-раСтворы, которые весьма пластичныи"имеЮт низкую сопротивляемость пластическим деформациям.Реализация отличительных признаКовс учетом того, чтоперед хромированием формообразующие детали под вергают тонкой зачистке и травлениюво время которых излишки никеля с= "раствбренными в нем вредными примесями удаляются, обеспечивает значи"тельное повышение сцепляемости хро" "мового покрытия с основным материа лом формообразующей детали. Это повышает эксплуатационный ресурс инадежность технологической оснастки.П р и м е р. Выполнение способа" при изготовлении пуансонов прессФорм для получения корпуса электровил- яки.Согласно извесному способу после полирования гравюры изделия, получейного механической обработкой изстали 20, его подвергают цементациипри 910-930 С на глубину 0,1-1,2 ммв течейие 7 ч в твердом карбюризато= ре,"состоящем из древесного угля,ВНИИПИ Заказ 7969/38Филиал ППП Патент 1 ф, г,20-25 ВаСО и до 3,5% СаСОЗ, Послецементации ящики с пуансонами охлаждают на воздухе и затем раскрывают,Изделия помещают в закалочную печьс температурой 820-850 С, выдерживают при этой температуре в течение30 мин и осуществляют закалку в воде.Затем выполняют при 160-180 С в течение 1 ч отпуск изделия с последующим охлаждением на воздухе.Отполированное иэделие подвергаютхромированию в электролите с соотношением количеств хромового ангидридаи серной кислоты с величиной отношения СгО.Н 504 и в пределах 95-100при плотности тока 15-25 А/дм и 65 С.оСтойкость пуансонов, изготавливаемых по этой технологии при прессовании изделий электровилки из пластмасс,составила 40 тыс, смыканий.По предложенному способу поковкуиз стали марки Ст.20 покрывают слоемгальванического никеля толщиной4-6 мкм и подвергают диффузионномуотжигу при 950 С в течение 8-10 ч вконтролируемой среде - отработаннбмкарбюризаторе. После отжига производят холодную калибровку рабочей фигуры пуансона и передают его на химико-термическую обработку. Последующиеоперации цементации, закалки и хромирования выполняются по существующейна заводе технологии,Стойкость пуансонов, изготовленных по новой технологии при прессовунии изделий электровилки из пластмасс, повысилась. В настоящее времяона увеличена с 40 тыс. смыканий до50 тыс. смыканий,В результате использования предложенного способа стойкость прессформ по сравнению с обработкой по известному способу была повышена в1,8-2,5 раза, а в отдельных случаяхвозрастала до 5 раэ.