Способ изготовления биметаллических изделий

ОП ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(45) Дата опублико юсударстеенный квинтетСената Мнннстроа СССРна делам изеератеннйи еткрмтий 5,08,77,Бюллетень М 29ання описании,26,09,77 53) УДК 621.785. ,79 (088,8) С, А. Довнар, А. М. Григорьев и Л. В. Мартишонок(72) Авторы изобретени Физико-фгехнический институт АН Белорусской ССР 71) Заявитель(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к области термомвханическойобработки,в частности к инструментально-штамповому производству, и может найти применение, например, при изготовлении ,пуецизионньп пресс-инструментов.Известны способы термической обработки изделий, включающие нагрев заготовки до температуры аустенизации, выдержку до полного превращения аустенитаохлаждение до температуры относительной устойчиво сти аустенита и выдержку при этой температуре с одновременным наложением ультразвуковых колебаний.,1Наиболее близким к предлагаемому иэоб 1 етеиию по технической сущности яв-.ляется способ изготовления биметаллических изделий, например вкладышей штампов объемной штамповки, включающий нагрев плакированной заготовки до температуры пластической деформации плакирующего слоя, предварительную штамповку, охлаждение поковки до температуры относительной устойчивости аустенита плакирующего слоя,выдержку до полного превращения аустеннта основного металла, окончателвную штамповку при этой температуре до полного формообразования рабочей фигуры, закалку с твмтвмпературы окончательной штамповки иотпуск в режиме основного металла 12Известный способ позволяет повысить качество воспроизведения выдавливаемой фигуры за счет, локализации деформаций в объев ме плакируюшвго слоя; но не обеспечивает1высокой точности рабочей гравюры изделийвследствие температурных изменений размеров и фазовыхпревращений в объеме материала иэделия, возникающих в процессе зар калки с гемпвратуры окончательной штамповки,Целью изобретения является повышешение точности изделий эа счет сниженияостаточных деформаций.20 Для этого предлагается способ, по которому после окончательной штамповкиизделие охлаждают в том же, штампе поднагрузкой до его рабочих температур, азатем на него воздействуют .ультраэву3Способ Реализуется следующим образом.Производят плакированные заготовки. Размеры плакирующего сло., заготовки выбирают с учетом конфигурации рабочей фигуры вкладыша: и ее размеров. Затем заготовку подвергают, например, индукционному нагреву доо температуры штамповки ( 1100- -1200 С) и передают на штамповку в штамФ предварительной штамповки. Затем заготовку охлаждают до температуры относительной устойчивости аустенитй плакируюшего материала и выдерживают при этой температуре в течение времени, необходимого до полн 6 го промежуточного превращения, аустенитаосновного металла, Выбор температуры и 15 времени выдержки осуществляют в зависимости от составов плакируюдего и основного материалов на основе диаграмм изотермического распада переохлажденногоаустенита. В результате выдержки основа кла дыша штампа приобретает высокую твердость а плакируюший слой находится в состогчии аустенита и имеет по отношению к основе низкую твердость. Затем поковку подвергают при,той же температуре штамповке в 25 штампе окончательной штамповки, в котором происходит полное заполнение рабочей фигуры мастер-пуансон за счет локализации деформаций в с.5 ъеме плакирующего слоя,После полного формообразования рабочей 10 фигуры, не снимая нагрузки, через деформируюший инструмент на заготовку накладывают при рабочей температуре изделия ультразвуковые колебания. Ультразвуковая обработка через деформирующий инструмент вы зывает мартенсчтные превращения в объеме плакируюшего слоя, т,е, образуется закаленный, точно откалиброванный плакирующий слой, который обеспечивает сохранение высокой точности размеров, так как при рабочей температуре изделия, равной температуре воздействия колебаний, остаточный аустеннт стабилен. Закалка плакируюшего слоя происходит кледствие повышения температуры мартен- ситного превращения под действием ультра звуковых колебаний, которые вызывают в материале плакируюшего слоя, имеющего аустенит или перлит, дополнительные превращения в объеме, находящемся под давлениемежду закаленной поверхностью деформи руюшего инструмента и закаленной основой эа счет микропластических деформаций,Степень, микропластических деформаций является функцией от амплитуды ультразвуковых колебаний и регулирует полноту мар тенситного превращения в объеме материала плакируюшего слоя. В результате при температуре, соответствующей рабочей температуре изделия, образуется мартенситный скелет в аустените плакнрующего слоя, ко торый и обеспечивает после закалки получение высокой точности рабочих размеров эа счет остаточных (закалочных, температурных и других) деформаций, Применение ультразвуковой обработки при рабочей температуре изделия ускоряет релаксацию внутреннихфнапряжений что позволяет достигнуть высокой степени стабильности размеров рабочей фигуры изделия за счет стабилизации аустенита. Затем поковку вкладыша передают на механическую обработку для зачистки рабочей фигуры и подготовки под запрессовку в блок пресс-, формы.П р и м е р. Требуется изготовить биметаллическую матрицу из сталей 53 НВ (основа матрицы)и ЗХ 2 В 8 (плакируюший слой) ХХ 7004141;093 для штамповки при 300 С фланца изолятора силового полупроводниковоговентиля на Молодеченском заводе полупроводниковьгх вентилей с точностью размеровгравюры в пределах, Ь мкм.На основании диаграмм изотермическогораспада переохлажденного аустенита (см.,например, Попов А. АПопова Л. Е, Изотермические и тврмокинетические диаграммы распада переохлажденньго; аустенита,М. -Свердл., Машгиз, 1961, 324, диаграмма 415; стр. 330, диаграмма 427), термомеханическую обработку выполняют в уежи., е: нагрев заготовки до 1150-1200 С;предварительная штамповка; охлаждение доо500 С; выдержка 50 мйн (основа НКС 41);окончательная штамповка; охлаждение беэ,снятия нагрузки окончательной штамповкиодо 300 С; ультразвуковая обработка безснятия нагрузки в течение 20 мин (амплитуда колебаний 5-8 мкм,),формула изобретенияСпособ изготовления биметаллическихизделий, например прецизионных штамгэв,включающий нагрев цлакированной заготовки до температур пластической деформацниплакируюшего слоя, предварительную штампов-.повку, охлаждение поковкиз температурыотносительной устойчивости аустенита плакируюшего слоя, выдержку до полного преврамвния аустенита основного металла при этой темиературе, окончательную штамповку рабочейфигуры и закалку,о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью повышения точности изделий, после окончательной штамповки изделие охлаждают в том же штампе .".",под нагрузкой до его рабочих температур, а затем1на него воздействуют ультразвуковыми колебаниями,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.51. Эскин Г. И, Ультразвук шагну вметаллургию. Металлургия", М 1970.с. 127-128. 567759,2. Заявка2057191, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства,С 21 Д 7/14, 1974.Составитель В. РуновРедактор Е, Братчикова Техред Н, Андрейчук Корректор С. ЮдченкоЗаказ 2693/19 Тираж 693 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4