Способ изготовления штампов напряженной конструкции

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 996001 Союз СоветскивСоциалистическикРеспублик ф(22) Заявлено 01,09. 80 (21) 2978957/25-27 1 И М.кп. с присоединением заявки Мо(23) Приоритет В 21 О 37/20 Госуларственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения А.Н. Аржакин, И.И, Столяров, А,В. Петроф и А Г Копылов г" ЙПермский моторостроительный завод им. Я М. Свердлова:.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПОВ НАПРЯЖЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно кконструкции штампов для объемной.штамповки тонкостенных проФилей из труднодеФормируемых сплавов.Известен способ изготовления штампов напряженной конструкции размещением в отверстии кованой обоймы иэтеплостойкой штамповой стали биметаллической вставки, подержащей рабочуючасть из высоколегированной сталимартенситного класса и основание иэстали обоймы, и созданием напряженийсжатия в рабочей части вставки последующим отпуском штампа по режимамдля стали рабочей части вставки 111 .Недостатком известного способаявляется невысокая стойкость полученных штампов, так как рабочая вставкабеэ предварительного отжига и закалки перед отпуском обладает пончженной прочностью и пластичностью,Цель изобретения - повышение стойкости штампов,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления штампов напряженной конструкции размещением в отверстии кованой обойя иэ теплостойкой штамповой стали биметаллической встаьки, содержащей рабочую часть из высоколегированной стали мартенситного класса и основание иэ стали обоймы, и созданием напряжений сжатия в рабочей части вставки последующим отпуском штампа по режимам для .стали рабочей части вставки, перед отпуском осуществляют не- . раэъемное соединение вставки с обоймой, преимущественно .электрошлаковой наплавкой, и штамп подвергаютотжигу и закалке по режимам для рабочей части вставки.На чертеже изображен штамп напряженной конструкции, изготовленный предложенным способом, разрез.Сварной неразъемный штамп напряженной конструкции состоит иэ неподвижно соединенных электрошлако- вой наплавкой частей: кованой обоймы 1 иэ штамповой теплостойкой стали и биметаллической вставки,содержащей рабочую часть 2 и основание З,Рабочая часть 2 вставки выполнена из высоколегированной стали мартенситного класса,а основание 3 - иэ штамповой теплостойкой стали.Обойму 1 изготовляют иэ поковки штамповой стали с расточкой в ней сквозного отверстия. Встазку изготов 996001ляют заплавлением отверстия обоймы составньм электродом из штамповой стали (низ) и быстрорежущей верх) электрошлаковьм способом.После отжига и механической обработки наплавленной заготовки ее подвергают закалке и отпуску пр режимамдля быстрорежущей стали. В результатетакой термической обработки вставкаприобретает напряженное состояниесжатия, 10Как известно, материалы на основежелеза имеют аллотропические превращения, Превращение аустенита в мартенсит носит бездиффузионный характер свозникновением значительных напряжений сжатия и приращения объема примерно на 1,2,В предлагаемой конструкции обоймаи вставка изготовлены из штамповойи быстрорежущей стали мартенситногокласса. В сталях мартенситного класса при быстром охлаждении с температур закалки ниже температуры началамартенситного превращения аустенитбездиффузионно.превращается в мартенсит. 25Превращение аустенита в мартенситзакалки сопровождается увеличениемобъема металла тем в большей степени,чем выше легирована сталь.В результате разницы в изменении 30объемов в материале обоймы и вставкипри закалке штампа по вставке возникают напряжения сжатия, Однако призакалке в масле не весь аустенит претерпевает это превращение и значительная его часть остается в устойчивом состоянии. Последующие отпуски за счет перераспределения углерода создают условия для распада стабилизированного аустенита, одновременно мартенсит закалки превращается в мартенсит отпуска, его превращение также сопровождается .изменением параметров кристаллической решетки, но только с их уменьшением и вменее значительной степени, чем прираспаде аустенита,За счет применения сталей различной степени легирования (напримеробойма - 5 ХНМ,вставка - рбИ 5 достигается эффект напряжения сжатия вовставке, При этом, независимо от диаметра вставки, величина напряжений сжатия в ней постоянна и зависит толькоот выбора материала обоймы и вставки и естественных процессов структур ных превращений при термической обработке по заданным режимам. штамп напряженной конструкции готовят следующим образом.Поковку из стали 5 ХНИ 250 х 250 х 145с прошитьм отверстием в центре6 90-100 мм подогревают до 800 С,устанавливают на поддон установки А 550 У,вводят в отверстие составной электрод 8 50-60.мм из сталей: низ - 5 ХНМ,верх - Р 6 И 5, и после установки вы.водного кристаллизатора и жидкогостарта флюса АН 22 заплавляют отверстие электрошлаковым способом на режи"мах:сь = 1300 А(2 св= 45 ВПосле наплавки и высокого отпускапри 800 С с выдержкой в течение неменее двух ч заготовку отжигают,изотермически с нагревом до 840-860 Сс выдержкой при 740-760 С в течение8-12 ч. После отжига и механическойобработки заготовку закаливают диф.ференцированно в масле с предварительным сквозным нагревом заготовкив электропечи до 840-860 С и окончательньм односторонним нагревом состороны рабочей гравюры в хлоробариевой,ванне до 1220 С с выдержкой 1=20-25 мин. После закалки и 3-х кратного отпуска при 550-560 С напряжеония сжатия во вставке достигавтб ,=80-100 кг/ммПредложенный способ позволяет повысить стойкость изготавливаемых штампов напряженной конструкции,Формула изобретенияСпособ изготовления штампов напряженной конструкции размещением в отверстии кованой обоймы из теплостойкой штамповой стали биметаллическойвставки, содержащей рабочую часть извысоколегированной стали мартенситного класса и основание из стали обоймы,и созданием напряжений сжатия врабочей части вставки последующимотпуском штампа по режимам для сталирабочей части вставки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости штампов, перед отпуском осуществляют неразъемное соединение вставки с обоймой, преимущест.венно электрошлаковой наплавкой, иштамп подвергают отжигу и закалкепо режимам для рабочей части вставки Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 703191, кл. В 21 О 37/20, 1977г. Ужгород, ул. Проектная, 4 П ППате лна каэ 785/15 . Тираж 81% ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, РПодписноего комитета СССРий и открытийушская наб., д. 4/5