Литой штамп напряженной конструкции
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к литым штампам напряженной конструкции . Целью изобретения является повышение эксплуатационных свойств и уменьшение трудоемкости изготовления штампа путем уменьшения коробления штампа при закалке. Размеры поперечного сечения промежуточного слоя устанавливают в пределах ,8В с учетом размеров поперечного сечения всего штампа (В) и величины прокаиваемости материала рабочего слоя штампа (h). При выполнении промежуточного слоя в указанном интервале размеров создаются благоприятные сжимающие остаточные напряжения и оптимальная структура на боковой поверхности штампа, что обеспечивает минимальное коробление штампа при термической обработке. 1 ил., .1 табл. сл с
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (59 4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1017428 (21) 3896177/25-27 (22) 21.03.85 (46) 07.01.87. Бюл. У 1 (71) Производственное объединение
"Ждановтяжмаш" (72) А.А.Лейн, Л.Н.Соколов, С.С.Затуловский, А.А.Колечко и А.С.Затуловский (53) 621.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М- 1017428, кл. В 21 J 13/02, 1981. (54) ЛИТОЙ ШТАМП НАПРЯЖЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ (5?) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к литым штампам напряженной конструк„„SU„„f 281331 А 2 ции. Целью изобретения является повышение эксплуатационных свойств и уменьшение трудоемкости изготовления штампа путем уменьшения коробления штампа при закалке. Размеры поперечного сечения промежуточного слоя устанавливают в пределах В-2Ь„, Ь 0,8В с учетом размеров поперечного сечения всего штампа (В) и величины прокаиваемости материала рабочего слоя штампа (h„, ). При выполнении промежуточного слоя н указанном интервале размеров создаются благоприятные сжимающие остаточные напряжения и оптимальная структура на боковой поверхности штампа, что обеспечивает минимальное коробление штампа при термической обработке. 1 ил, 1 табл.
1281 331
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкциям штампов для горячей объемной штамповки, и является усовершенствованием устройства по авт. св. Р 1017428.
Цель изобретения — повышение экс.плуатационных свойств и уменьшение трудоемкости изготовления штампа путем уменьшения коробления штампа при закалке.
На чертеже показан литой штамп напряженной конструкции, поперечное сечение.. о
Штамп состоит из рабочего слоя 1, промежуточного слоя 2 и нерабочего слоя 3.
Рабочий слой 1 выполняют из инструментальной стали, промежуточный слой 2 толщиной 20-303 от высоты штампа из малоуглеродистой стали с содержанием углерода О, 1-0,27., а нерабо- ,чий слой 3 из конструкционной стали. Размеры поперечного сечения промежуточного слоя 2 выбирают из условия (В-2h«) < b < 0,8 В, где
b — размеры поперечного сечения промежуточного слоя, "
39
 — размеры поперечного сечения всего штампа, h — величина прокаливаемости ма-= .« териала рабочего слоя штампа.
Термообработку штампа проводят по режиму марки стали рабочего слоя.
Размещение промежуточного слоя в замкнутой полости рабочего и нерабочего слоев штампа приводит к тому, что при закалке на боковых поверхностях промежуточного слоя отсутствуют касательные напряжения, а напряжения., нормальные к поверхности раздела слоев, сжимающие, Так как величина предела текучести материала на сжатие значительно выше, чем на сдвиг, то уменьшается релаксация временных напряжений при закалке, а значит мень= ше становится величина пластической деформации и коробление штампа минимальное. Предлагаемые размеры поперечного сечения промежуточного слоя обосновываются следующим образом.
Если размеры поперечного сечения промежуточного слоя Ь меньше размеров поперечного сечения всего штампа на величину, превышаюшую двойную
Формула изобретения
Литой штамп напряженной конструкции по авт, св. Ф 1017428, о т л и— ч а ю щ и и с я тем Ввеличину прокаливаемости материала рабочего слоя, то рабочий. слой на боковой поверхности штампа закаливается неполностью: на поверхности рабочего слоя толщиной, равной величине прокаливаемости материала рабочего слоя, образуется чисто мартенситная структура, а в оставшейся части рабочего слоя — полумартеяситная структура (смесь мартенсита с феррито-цементитной структурой), имеющая резко неоднородную структуру с пониженным пределом выносливости, низкую ударную вязкость и высокую температуру перехода стали в хрупкое состояние. Б случае, когда размеры поперечного сечения промежуточного слоя Ъ > 0,8В, боковая поверхность раздела промежуточного и рабочего слоев располагается вблизи боковой поверх-. ности штампа. А так как боковая (наружная) поверхность штампа охлаждается при закалке значительно быстрее, чем сердцевина, то образующиеся на границе раздела слоев напряжения также способствуют короблению боковой поверхности штампа. Выполнение промежуточного слоя .в укаэанном интервале размеров.поперечного сечения приводит к образованию благоприятных сжимающих остаточных напряжений и структуры на боковой поверхности штампа и минимальному короблению штампа ° Результаты экспериментов представлены в таблице. 1281331 260 620 430 620 560 620 Пример Ь:, мм В,мм Качество штампа после термообработки Вблизи боковой поверхности промежуточного слоя (ст. 10) со стороны рабочего слоя (сталь 5ХНИ) образуется резко неоднородная бейнитная структура с низкой пластичностью (относительное удлинение о = 5X поперечное сужение Ч = 127) и ударной вязкостью (а„ = 15 Дж/м ). Неоднородность структуры и свойств приводит к образованию при закалке внутренних трещин На боковой поверхности штампа в рабочем слое (сталь 5ХНМ) образуется однородная мартенситная структура. Минимальное коробление зеркала штампа замков и хвостовика до 3 мм Значительная пластическая деформация боковой поверхности штампа (в области промежуточного слоя) и как следствие этого коробление зеркала штампа, замков и хвостовика штампа в пределах от 3 до 8 мм 1281331 Составитель В.Карлычев Редактор Н.Тупица Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская Заказ 7189/8 Тираж 582 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и-открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 
