Способ обработки штампов для горячего деформирования

(511 4 С 21 0 8/00 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3706947/22-02 02.03.84 7.01.86. Бюл Куйбьппевский ого Знамени п т т им. В. В.(21) (22) (46) (71) Крас инст (72) В чправфССР980.ШТАМ 8. арбидным ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 0 В 1ордена Трудовогон олитехническийи у КуйбьппеваМ. С. Кенис, К, М, Шишов,П. Кондрашова, Г. Б. Беленький,В. Бакал, Л. В. ТрошинаЮ. В. Прокофьев53) 621.785.79(088.8)56) Геллер Ю, А. Инструментальные3,стали, М.: Металлургия, 198с. 527.Инструментальные стали.ник. - М,: Металлургия, 197Авторское свидетельствоВ 985086, кл. С 21 П 8/00,(54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИПОВ ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ДЕФОРМИРОВпреимущественно из стали с упрочнением, включающии горячую деформацию, закалку, ступенчатый изотермический отжиг с выдержкой в на-очале вьппе Ас( на 30-50 С, а затем ниже Ас( для распада аустенита на ферритоперлитную смесь, нагрев под окончательную закалку, закалку и отпуск, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения работоспособности, горячую деформацию производят в одном направлении, выдержку для распада аустенита на ферритоперлитную смесь осуществляют ниже Ас, на 100-120 С, нагрев под окончательную закалку проводят до температуры на 30-50 С выше принятой, аоотпуск на твердость - 50-54 НВС.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что горячую деформацию производят ковкой или выдавливанием.Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке сплавов, и может быть использовано в машиностроении, металлургической промышленности и в других областях, где используются штампы и изделия из сталей средней и повышенной теплостойкости.Целью изобретения является повышение работоспособности штамповых сталей для горячего деформирования,Предлагаемый способ включает нагрев заготовок под горячую деформациюдо рекомендуемых для каждой сталитемператур и пластическую деформациюковку без перепутывания волокна, либо штамповку выдавливанием гравюрыштампа, причем деформация может завершаться при любой температуре интервала деформируемости, затем послеподстуживания заготовок для исключения появления трещин осуществляетсязакалка в масле; смягчающий отжигдля механической обработки осуществляется изотермически с выдержкамиАс +(20-30) С и Ас, - (100-1 20) Сдо полного распада аустенита; окончательная закалка осуществляетсяпри температурах, превышающих рекомендуемые на 30-50 С, а отпуск -на твердость 50-54 НКС в течение2 ч,Назначение более низкой температуры распада аустенита позволяетсократить длительность выдержки длязавершения аустенито-перлитного распада, так как в указанном интервалетемператур обычно лежит критическаяскорость распада аустенита. 1 риэтом получаются более дисперсные,равномерно распределенные в матрицекарбиды, которые хорошо растворяются при нагреве под закалку. Крометого, установлено, что после указанной термообработки заметно улучшается обрабатываемость материаларезанием.Для большинства сталей температура распада аустенита составляето680-750 С, в зависимости от температуры Ас (например, у 4 ХЗВФ- - Ас =й=800 С рекомендуется температурараспада аустенита Т = 700 С).РПовышение температуры распада(т.е. расширение интервала сверху нао20 С) может привести к большемуогрублению выделений - карбидов,интерметаллидов, что нежелательно.ОПонижение температуры Т на 20 С510 заготовки резцом.При повышении температуры Т 1 до 740 С, во-первых, ухудшается обрабатываемость: стружка становится более вязкой. Во-вторых, в процессе нагрева под закалку приходится увеличить длительность выдержки деталей в соляной ванне с 7 до 8 мин, для получения той же твердости после отпуска, В противном случае твердость снижается на 1 НКС. Это связано с тем, что более грубые карбиды требуют большей длительности для растворения и получения достаточной легированности матрицы.Назначение повышенных температур закалки связано с тем, что в предварительно закаленном после пластической деформации материале структура более устойчива к перегревам. Это позволяет получить большую насыщенность матрицы легирующими элементами при сохранении высокой плотности дислокаций и среднезернистой структуры. Отсюда и возможность повышения теплостойкости и разгаростойкости при более полном растворении легирующих элементов, Для получения необходимой стадии распада пересыщенного при закалке мартен- сита осуществляется отпуск при повышенных температурах. Кроме того, полученная в результате предлагаемой обработки однородная структура обладает более высокой вязкостью. Поэтому штампы могут применяться с более высокой твердостью - 50-54 НРСпо сравнению с рекомендуемыми - 4749 НКС или 42-43 НКС, что увеличит,сопротивление смятию,Изготавливают 150 матриц второйоперации для горячей штамповки вы 50 55 15 "О 25 ЗО 35 40 45(т.е. расширение интервала снизу) может привести к получению повышенной твердости при отжиге.П р и м е р. Распад аустенита стали 4 ХЗВМФ происходит при Т =660 С вместо Т =700 С, диаметр отпечатка по Брйннелю составил 3,6-3,7 мм вместо 4,0-4,1 мм, т.е. твердость стали возросла с 2170-2290 до 2690-2850 МПа. В итоге стало невозможным обрабатывать давливанием на КГШП клапанов с клеймом 70-6505 Б из стали 4 ХЗВМФ. Приэтом следует заметить, что наличиеклейма на переходе тарелки в очкоприводит к резкому увеличению трениязаготовки о гравюру матрицы, дополни1070 1070 8Известный9 и 1100 1000 100 810 1020 460 1 460 Воздух 1020 П - кратность отпуска,ВНИИПИ За 1 аз 8553 Тираж 552 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 тельному разогреву матрицы и интенсификации износа. Поэтому повышение стойкости указанных матриц является важной задачей.120 штук из общего числа матриц делят на 8 групп по 15 шт. каждая и обрабатывают известными и предлагаемым способами.Дополнительно испытывают матрицыос температурой закалки 1050 С и Т,= 570 С. Они показали среднюю стойкость.1 Результаты стойкостных испытаний, определяющих работоспособность инструмента, обработанного по предлагаемому и известным способам, представлены в таблице 1.Из представленных данных видно, что на стойкость инструмента при горячем выдавливании клапанов оказывают существенное влияние как условия охлаждения после пластической деФормацин, так и параметры последующей термообработки.Практически по всем вариантам термообработки охлаждение в масло позволяет получить более высокие значения стойкости, чем для аналогичных рехимов на поковках, охлажденных в ящиках. Зто подтверждает целесообразность применения ускоренного охлаждения. Однако стойкость не в меньшей степени зависит и от режима последующей термообработки.Из таблицы видно, что повышениео температуры закалки Т с 1020 С (ре 3комендуется для стали 4 ХЗВМФ) доо1070 С приводит к росту стойкости более, чем на 507. Дальнейшее увеличение Т до 1140 С приводит к уменьшению стойкости. Эти результаты подтверждают целесообразность повышенияоТ на 30-50 С по сравнению с рекомен 9дуемыми в литературе для штамповых сталей