Матрица для прессования изделий

.В.Колядиороз и В ский, .Кли.8)лодная штамповка 981, с. 191-192,я к обработ в частности ания, наприелий, и модля прессования стового маразличных иэделии иэ териала.Цель иэносостойкосНа фиг. 1цы; на фиг.2по толщинедиаграммаВ табл,ния, подтв ения - повышение из ти инстр показана ента конструкция матриэменения твердостина фиг. 3 - ов экспериментов. авлены обоснова - схема покрыт ультат предст ждающие птимальност ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) МАТРИЦА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частностик инструменту для прессования, например, гильз и других изделий, и можетбыть использовано для прессованияразличных иэделий иэ листового материала. Цель изобретения - повьппениестойкости за счет уменьшения потерьна трение и перераспределения возникающего при этом тепла путем увеличения теплоподвода к изделию и возможного восстановления рабочей и калибИзобретение относитс ке металлов давлением, инструменту для прессов мер, гильз и других иэд жет быть использовано. 11 4 В 21 С 25/00, 25/02 рующей эон матрицы. Эти зоны покрытынизкотеплопроводным покрытием. Покрытие состоит иэ наружного и пере-.ходного слоев с отношениями их теплопроводностей к теплопроводности матрицы 0,3-0,5 и толщин покрытия взонах 1,0-2,6. Отношение твердостинаружного слоя к твердости материаламатрицы составляет 1,7-2,0, а промежуточный слой выполнен переменнойтвердостью по толщине в направленииот матрицы к наружному слою, изменяясь от величины, равной твердостиматериала матрицы, до величины твердости наружного слоя. При работематрицы тепло от трения, возникающее в зоне ее взаимодействия с прессуемым иэделием эа счет ниэкотеплопроводности покрытия, перераспределяется с увеличением доли тепла, идущего в прессуемое изделие, и уменьшением тепла, идущего в матрицу.3 ил., 2 табл. интервала изменения отношения теплопроводности покрытия к теплопроводности материала матрицы.В табл. 2 представлены обоснова- Вишь ния, подтверждающие оптимальность отношения твердостей слоев.Матрица 1 для прессования иэделий жестко закреплена в оправе 2 и содер- жит рабочую 3 и калибрующую 4 зоны. Последние покрыты ниэкотеплопровод- .ным двухслойным покрытием 5, состоящим иэ наружного и переходного слоем, отношение теплопроводностей материалов которых к теплопроводности материала матрицы равно 0,3-0,5; от 1493346ношение твердости материала наружно- гЪ слоя к твердости материала матрицы составляет 1,7-2,0, а твердость промежуточного слоя изменяется по толщине в направлении к наружному слою от величины, равной твердости материала матрицы, до величины твердости наружного слоя.При работе матрицы 1 тепло от трения, возникающее в зоне ее взаимодействия с прессуемым изделием за счет ниэкотеплопроводности покрытия 5 рабочей 3 и калибрующих 4 эон, перераспределяется с увеличением доли тепла, идущего в прессуемое иэделие, и уменьшением тепла в матрицу.Результаты, характеризующие распределение тепла, проходящего через матрицу, и температуру изделия, приведены в табл. 1.На основе определения части тепла от трения, которое проходит через покрытие в матрицу, и изменения при этом температуры иэделия экспе риментально установлеио, что оптимальным для указанных параметром (см. табл, 1) является диапазон отношения теплопроводности покрытия и матрицы 0,3-0,5. Это связано с тем, что при снижении теплопроводности покрытия уменьшается количество тепла от трения, которое проходит в матрицу, и увеличивается доля тепла, идущего в прессуемое изделие, При уменьшении этого отношения ниже 0,3 снижается прочность покрытия ввиду увеличения его хрупкости. С повышением температуры деформируемого иэделия растет его пластичность и снижается сопротивление пластическому деформированию, что способствует уменьшению потерь на трение при прессовании и сокращению затрат энергии на этот процесс. При увеличении этого отношения выше 0,5 увеличивается температура матрицы, что отрицательно влияет на ее износостойкость.В процессе исследования установлено, что с ростом отношения тведости наружного слоя покрытия к матрице уменьшается износ покрытия, но одновременно увеличивается склонность к образованию задиров и схватыванию поверхности покрытия с прессуемым изделием (см. табл. 2), Оптимальным отношением укаэанных твердостей является 1,7-2,0. При увеличении твердости выше указанногодиапазона увеличивается ф на 157склонность к образованию эадиров исхватыванию с изделием. При уменьшении твердости ниже указанного диапазона износ покрытия увеличивается лг на 20 7Как показывают результаты проведенных испытаний, наличие переходного слоя с переменной твердостью,увеличивающееся от твердости матрицы до твердости наружного слоя(см, фиг. 2) пропорционально толщине переходного слоя, обеспечиваетснижение концентрации напряжений ипроность покрытия.На диаграмме фиг. 3 представленырезультаты экспериментального иссле- .дования влияния на прочность покрытия отношения твердости материалапокрытия к твердости материала матрицы и характер изменения твердости потолщине промежуточного слояПри отсутствии промежуточногослоя изменение твердости скачкообразное, относительная прочность покрытия О,б (фиг. 3 а).При наличии промежуточного слояизменение твердости не пропорционально толщине, относительная прочностьпокрытия 0,5 (фиг. 3 б).При наличии промежуточного слояизменение твердости не пропорционально толщине, относительная прочностьпокрытия 0,8 (фиг. 3 в),При наличии промежуточного слояизменение твердости пропорциональнотолщине, относительная прочность покрытия 1,0 (фиг, 3 г).В процессе испытаний матриц установлено, что износ рабочей зоны в1,0-2,6 раза больше, чем калибрующейзоны.Оптимальное отношение толщин покрытия в укаэанных зонах 1,0-2,6.Это обеспечивает повышение иэносо-.стойкости матриц, возможность восстановления изношенных матриц исходного размера, а также полученияравноиэносности матриц в рабочей калибрующей зоне. Так, на основе экспериментальных исследований установлено, что оптимальная толщина покрытия3-8 мкм. При толщине покрытия меньше 3 мкм (отношение 3/3 -" 1,0) егоизносостойкость значительно уменьшается (на 203, с 0,93 до 0,7), притолщине покрытия больше 8 мкм (от5 14 ношение 8/3 = 26) склонность покрытия к разрушению увеличивается на 177. 93346 формула изобретения Матрица для прессования изделий, жестко закрепленная в корпусе и содержащая рабочую и калибруницие зоны с упрочняющим покрытием, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента, упрочняющий слой выполнен в виде промежуточного и наружного слоев, отношение теплопроводностей материаТеплопроводность покрытия Параметры Теплопроводность матрицы 0,3 0,4 0,50, (0,7 07 095 10 1,18 103 1 О 1,05 1,3,0,96 075 ратура иэделия Т а б л и ц а 2 Твердость наружного слоя покрытия Параметры Твердость матрицы 1 1 1 5 17 185 20 22 Относительный из 096 08 1,2 1,0 1,0 нос покрытияОтносительное образование задирови схватывание с 103 115 08 10 10 изделием Доля тепла, проходящего через покрытиев матрицеОтносительная темпелов которых к теплопроводности материала матрицы равно 0,3-0,5, отношение толщины упрочняющего слоя рабочей эоны к толщине упрочняющего слоякалибрующей зоны равно 1,0-2,6, отношение твердости материала наружногослоя к твердости материала матрицысоставляет 1,7-2,0, промежуточныйслой выполнен с переменной твердостью по толщине от матрицы к наружному слою, изменяясь от величины,равной твердости материала матрицы, до величины твердости наружного 15 слоя.Та блица 11493346 фарг.1 Тй Роопь вон аил 7 ер натрицы 00 арн Составитель Н.Сеифулинава Техред А.Кравчук Коррек Шекм актор М.П льский комбинат "Патент", г. Ужгород,ул. Гагарина, 1 оиаводственноиаруяныо переяс 3 ныц слои слпааказ 3924/12 Тираж 693ИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖЯхстяиощлодерйн, логрытыгПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СРаушская наб д. 4/5