Литой штамп напряженной конструкции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 1017428 ащЯ з(ду В 21 У 13/02 ием углеро-. его и нераГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 176782, кл. В 21 Х 13/02, 24.09,62,2. Довнар С. А, Термомеханика упроч, нения и разрушения штампов обьемнойштамповки. М., машиностроение", 1975с. 242, рис. 163 (прототип).(54) (57) ЛИТОЙ ШТАМП. НАПРЯЖЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ, содержащий рабочий, промежуточный и нерабочий слои, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью .повышения стойкости штампа, промежуточный слой толщиной, составляющей, 20- 30% общей высоты штампа, выполнен изуглеродистой стали с содержанда 0,1-0,2%, а толщины рабочбочего слоев равны между собой.1017428 объема, что приводит к созданию сжимаю.щих напряжений в рабочем слое штампа. Изобретение относится к обработке ме 4 таллов давлением, а именно к конструкциям штампов для горячей обьемной штамповки.Известен сборный штамп напряженной конструкции, состоящий из рабочей вставки, теплосборника и обоймы с каналами для охлаждения, Наличие теплосборника, выполненного из высокотеплопроводного ма 10 териала, обеспечивает равномерное охлаждение рабочей вставки 11 .Поскольку теплосборник изготавливают обычно иэ латуни или бронзы, указанная конструкция имеет низкую прочность и стойкость штампа невелика.15Наиболее близким техническим решением к изобретению является литой штамп, имеющий рабочий и нерабочий слои, Рабочий слой штампа изготовлен из инструментальной стали, а нерабочий из обыч-20 ной углеродистой стали. Такое конструктивное исполнение позволяет существенно снизить расход дорогостоящей инструментальной стали 225Недостатками известного штампа являются низкая прочность и стойкость.Бель изобретения - повышение стойкости штампа.Укаэанная цель достигается тем, что в литом штампе напряженной конструкции, содержащем рабочий, промежуточный и нерабочий слои, промежуточный слой толщиной, составляющей 20-30% обшей высоты штампа, выполнен из углеродистойстали с содержанием углерода 0,1-0,2%а толцины рабочего и нерабочего слоевравны между собой.На фиг, 1 изображен шта;мп, общийвид; на фиг. 2 (а,б,в) - изменение напряжений в рабочем слое штампа в зависимости от толщины промежуточного слоя.Штамп состоит из рабочего слоя 1,промежуточного слоя 2 и нерабочегослоя 3.Изготовление рабочего промежуточного 45и нерабочего слоев штампа методомлитья обеспечивает воэможность протека-нич при закалке объемных изменений безсмещения слоев. Неоднородность протекания фазовых и структурных превращений 50в процессе термообработки приводит кнеравномерности изменения объема по .сечению штампа. Это достигается выбо;юм материала слоев в штампе и соотно шением толщин слоев. Рабочий слой 1 55выполняют иэ инструментальной стали (например, иэ 5 ХНМ), а нерабочий 3 из конструкционной стали (например, иэ 45). Промежуточный слой 2 должен изготавливаться из малоуглеродистой стали с содержанием углерода О, 1- 0,2%.Сжимающие остаточные напряжения в рабочем слое штампа создаются в процес- се стандартной термообработки штампа и механизм их образования выглядит следующим образом Закалку штампа проводят с температурАс+ 30-50 С стали рабочего слоя. Вначальный момент закалки-превра.щение, сопровождающееся увеличением Последующее- с 6 превращение вовнутреннем промежуточном слое штампапроисходит не во всем обьеме промежуточного слоя, а только в аустениэованных областях, объем которых зависит отсодержания углерода.При содержании углерода более О, 2%обьем аустениэованных областей в промежуточном слое значительно увеличиваетсяи вклад фазовых изменений обьема призакалке становится достаточным для создания растягивающих напряжений в рабочем слое штампа при любой толщине промежуточного слоя,При содержании углерода меньше 0,2%характер распределвния напряжений в рабочем слое зависит также и от толщиныпромежуточного слоя.В данной конструкции штампа толщинапромежуточного слоярегламентируетсяи составляет 20-30% от высоты штампа Н. В случае, если толщина промежуточного слоя меньше 20% (фиг., 2 а иб), то после закалки на поверхности рабочего слоя штампа будут остаточныерастягивающие напряжения.При увеличении толщины промежуточного слоя более 20% знак напряжений в.рабочем слое штампа изменяется и онистановятся сжимающими (фиг. 2 в).Толщина промежуточного слоя по верх.нему пределу (30%) выбрана с учетомнеоднократных восстановлений штампа,при которых по высоте штампа сострагивают рабочий слой необходимой толщины. В случае, если толщина промежуточного слоя превышает 30% (а при этом толщина рабочего слоя неизбежно уменьшается), то колИчество восстановлений на данном штампе значительно сокрашаерся, таккак ручей штампа может быть изготовлен не иэ. инструментальной стали рабочего слоя, а из материала проме жуточного слоя.3 1017428 4Толщины рабочего и нерабочего слоеа чей части штампа, и следовательно, повыпринимаются приблизительно равными, шает стойкость инструмента.формирование термической обработкой Эксплуатационные испытания покажпредварительных сжимающих остаточныхвают, что стойкость литых штампов нанапряжений в рабочем слое штампа при-пряженной конструкции в 1,2 раза преводит при штамповке к более благоприят- вышает стойкость серийных молотовых ному распределейию напряжений в рабо- штампов.Редактор М. Подписноего комитета СССний и открытийРаушская наб.,437/13 Тираж 686 ВНИИПИ Государствннн по делам изобрете 113035,Москва, Ж