Способ изготовления прессовых соединений

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 00602337 ъч(23) Приоритет осудврственный иомитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийн открытий) Заявител физико-технический инсщ тут русской СОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕССОВЫХ СОЕД,ИНЕ 4 хрупкой прочност износостойкостью и ицательно влияет н я, например прессов венства их п более низкой костью, что от готового издел мента. обладает теплостойстойкость го инструИзобретение относится к области механосборочного производства, в частности к способам изготовления прессовых соединений, состоящих из охватываемой и охватывающей деталей, и может быть использовано для изготовления, например, штампов объемной штамповки.Известен способ изготовления биметаллических изделий, заключающийся в нагреве охватываемой детали до температуры аустенизации, охватывающей детали - до температуры бейнитного превращения аустенита материала охватываемой, запрессовке охватываемой детали путем ее пластической деформации, охлаждении собранного изделия до температуры начального нагрева охватывающей детали, выдержке при этой температуре и закалке изделия 1.5Известный сгтособ обеспечивает высокую прочность соединения за счет высокотемпературного нагрева одной из соединяемых деталей и последующей закалки изделия.Недостаток способа заключается в том, что после соединения деталей изделие не может быть закалено на мартенсит из-за образования закалочных трещин, При закалке изделия на бейнит этот недостаток устраняется. Однако структура бейнита по сравнению со структурой отпущенного мартенсита при условии раб Известен также способ изготовления изделий прессовых соединений, состоящих из охватываемой и охватывающей деталей, при котором детали перед соединением термообрабатывают, а затем соединяют путем запрессовки между ними эластичной вставки 12).Применение в способе вставки из эластичного материала обеспечивает, во-первых, возможность. упрочнения деталей изделия по рациональным режимам независимо друг от друга и от способа соединения деталей. Во-вторых эластичность вставки упрощает сборку изделия и в ряде случаев придает соединению необходимую прочность. Однако эластичная вставка для изделий, подвергаемых воздействию высоких температур и динамических нагрузок, непригодна, так как не обеспечивает прочности и жесткости изделия,Цель изобретения - повышение несущей способности соединения.Для этого по предлагаемому способу термообработку осуществляют путем подогрева охватывающей детали до верхней границы т мпературной области устойчивости переохлажденного аустенита материала вставки, а охватываемой детали - до нижней границы этойже области, затем нагрева вставки и сопрягаемых поверхностей деталей до температуры аустенизации и последующей выдержки деталейдо выравнивания их температур по объему иохлаждения вставки до температуры охватывающей детали, при этом после запрессовкиизделие закаливают и подвергают отпуску врежиме второго превращения мартенсита вставки. Кроме того, перед запрессовкой сопрягаемые поверхности деталей обрабатывают колотой дробью.На чертеже представлена схема расположения собираемых деталей штампа.Пример конкретного выполнения способа 15приведен для изготовления штампа горячейобъемной штамповки.Изделие состоит из охватываемой детали -рабочей части 1 штампа, охватывающей детали - основы 2 штампа, вставки 3. Запрессовку осуществляют толкателем 4.Все температурные режимы приведены дляштампа, рабочая часть которого, основа ивставка выполнены соответственно из сталейЗх 2 В 8, 40 ХСМФ и 35 Х 2 Н 4.Перед сборкой сопрягаемые поверхности основы 2 и рабочей части 1 штампа подвергаютобработке колотой, острой дробью и никелируют с толщиной покрытия 4 - 6 мкм для защитыот окалинообразования при их нагреве под сборку, Обработка дробью придает сопрягаемымповерхностям осповидный микрорельеф с остры-ЗОми вершинами, что обеспечивает возможностьобразования неподвижного соединения при высокотемпературной сборке штампа за счет образования мостиков сварки,После этого основу и рабочую часть штам-па подогревают в отдельных печах до температур, равных соответственно верхней и нижней границам интервала относительной устойчивости аустенита (600 в 6 С; 450 в 4 С),В третьей печи нагревают вставку 3 с никелевым покрытием до температуры аустениза ции (840 в 8 С). Затем основу и рабочуючасть штампа передают под повторный нагрев,который осуществляют поверхностно на ВЧ-генераторах до температур аустенизации материалов основы (940 в 9 С) и рабочей части(1150 в 12 С). Нагрев деталей производятпо обработанным дробью поверхностям на глубину 1 - 3 мм. Вслед за повторным. нагревомдетали вновь помещают в соответствующиепечи и выдерживают (5 - 10 мин) для придания им температуры первоначального нагрева 5 Ос равномерным распределением по объему. Врезультате выполнения термических операцийна сопрягаемых поверхностях образуется тонкий слой переохлажденного устойчивого аустенита без снижения твердости деталей. Причемпредварительный нагрев и выдержка деталей 55в печах после выполнения поверхностной аустенизации исключают возможность распада аустенита поверхностного слоя деталей от началаего образования до завершения сборки штампа.Затем основу штампа устанавливают в мастер-штамп, на дно полости укладывают нагретую вставку, а на вставку устанавливают рабочую часть штампа. Включают пресс и производят запрессовку толкателем 4. Поскольку вставка при запрессовке находится в аустенитном состоянии, то это обеспечивает по сравнению с холодной запрессовкой снижение усилия запрессовки и возможность образования металлического сварного соединения по границам основа-вставка и вставка-рабочая часть. Образованию металлического соединения содействует микрорельеф сопрягаемых деталей, поскольку при пластическом течении материала вставки с острых вершин деталей и поверхности вставки окисные пленки скалываются и, следовательно, возникают благоприятные условия для образования множества мостиков сварки.Собранный штамп снимают с мастер-штампа и с температуры сборки погружают в закалочную среду. Закалка увеличивает объем вставки, что приводит к образованию между деталями натяга. Кроме того, при закалке за счет реализации исходной разницы температур основы и рабочей части штампа этот натяг усиливается. Образование мостиков сварки и натяга обеспечивают достижение высокой несущей способности штампа.После закалки штамп подвергают отпуску в режиме второго превращения мартенсита материала вставки (200 - 270 С, 2 ч), в результате которого остаточный аустенит вставки превращается в мартенсит. Это дополнительно .увеличивает объем вставки, что еще больше усиливает натяг между деталями штампа. Затем штамп передают на механическую обработку для снятия заусенца с запрессованной вставки.Формула изобретения1, Способ изготовления прессовых соединений, заключающийся в термообработке охватывающей и охватываемой детали и соединении их посредством запрессовки между ними вставки, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности соединения, термообработку осуществляют путем подогрева охватывающей детали до верхней границы температурной области устойчивости переохлажденного аустенита материала вставки, а охватываемой детали до нижней границы этой области, затем нагрева вставки и сопрягаемых поверхностей деталей до температуры аустенизации и последующей выдержки деталей до выравнивания их температур по объему и охлаждения вставки до температуры охватывающей детали, при этом после запрессовки изделие закаливают и подвергают отпуску в режиме второго превращения мартенсита вставки.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтоперед термообработкой сопрягаемые поверхности деталей обрабатывают холостой дробью.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР474419,кл. В 23 р 3/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССР270462,кл. В 23 р 11/02, 1967.602337 Составитель Е. МаныкинаТехред О. Луговая Корректор Д.Мельниченко Тираж 1263 Подлисное Редактор Л. Василькова Заказ 1725/11 11 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рау шская иаб., д. 45 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4