Способ обработки пресс-форм под давлением из штамповых сталей

 

Использование: в машинои автомобилестроении при изготовлении штампов горячей и холодной штамповки деталей. Сущность изобретения: пресс-формы нагревают со скоростью 800-900° С/ч до 950-980°С и проводят вакуумную нитроцементацию, затем закаливают и отпускают два раза при 560-580 °С с полированием после первого отпуска и окончательным охлаждением в сульфосодержащей среде. Первый отпуск длится 1-1,4 ч, а второй 0,5-1 ч, причем второй отпуск проводят с одновременным нитрооксидированием, а перенос пресс-формы на первый отпуск осуществляют при 120-140° С. Обработка пресс-форм по изобретению позволяет повысить их эксплуатационные свойства за счет снижения хрупкости, повышения износостойкости , твердости, ударной вязкости и сократить трудоемкость их изготовления. 2 з.п.ф-лы, 1 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Р ЕСПУБЛИК. ся)э С 23 С 8/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО!

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877555/02 (22) 24,10,90 (46) 07.01,93, Бюл, N. 1 (71) Опытное конструкторское бюро "Факел" (72) А,Н.Тарасов, В,В,Середин, B,С.Батищев и В.Н,Тарасов (56) Вишневский H.Ñ., Галкин В.П. Упрочнение штампового инструмента поверхностным легированием. Вестник машиностроения, 1984, N. 11, с. 66. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРЕСС-ФОРМ

ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ И3 ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ (57) Использование: в машино- и автомобилестроении при изготовлении штампов горячей и холодной штамповки деталей.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке в атмосфере вакуумного пиролиза углеводородов инструмента из теплостойких сталей.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных свойств г ресс-форм за счет снижения хрупкости, повышение износостойкости, твердости, ударной вязкости при сокращении трудоемкости изготовления.

Предусматривается также улучшение при- . рабатываемости, исключение налипания, снижение деформации, Предложенная технология включает вакуумную нитроцементацию при 950-960 С в течение 1,5 — 2 ч со скоростью нагрева до температуры нитроцементации 800-900

С/ч, закалку с последующим двойным отпу,, SU 1786184 А1

Сущность изобретения: пресс-формы нагревают со скоростью 800 — 900 С/ч до

950-980 С и проводят вакуумную нитроцементацию, затем закаливают и отпускают два раза при 560-580 С с полированием после первого отпуска и окончательным охлаждением в сульфосодержащей среде.

Первый отпуск длится 1 — 1,4 ч, а второй 0,5 — 1 ч, причем второй отпуск проводят с одновременным нитрооксидированием, а перенос пресс-формы на первый отпуск осуществляют при 120-140 С. Обработка пресс-форм по изобретению позволяет повысить их эксплуатационные свойства за счет снижения хрупкости, повышения износостойкости, твердости, ударной вязкости и сократить трудоемкость их изготовления, 2 з.п.ф-лы, 1 табл. ском при 560-580" С полированием после первого отпуска, причем длительность первого отпуска 1 — 1,5 ч, а второго 0.5-1 ч, с охлаждением в сульфосодержащей среде.

При этом второй отпуск проводят с одновременным нитрооксидированием, перенос на первый отпуск осуществляют при 1201400 С, Процессы, протекающие при осуществлении разработанной технологии:

1) при вакуумной нитроцементации с регламентированной скоростью нагрева и кратковременной выдержке в течение 1,5 — 2 ч формируется диффузионный слой глубиной до 350 мкм беэ окисления с плавным изменением количества углерода при переходе к сердцевине, исключается рост зерна основного металла, в реэул ьтате по вы шает1786184

30

55 ся прочность, износостойкость поверхности и ударная вязкость сердцевины;

2) двойной отпуск при 560-580 С исключает разупрочнение сердцевины и иск.лючает . образование трещин при полировании, а на втором этапе формируется сульфонитрооксидный слой как в процессе нагрева, так и в процессе охлаждения от температур второго отпуска, в результате улучшаютсяантифрикционные свойства, условия удержания смазки и повышается износостойкость рабочих поверхностей, Эксплуатационные характеристики формообразующего инструмента из высокохромистых теплостойких штамповых сталей повышается в 1,5-2 раза, трудоемкость изготовления и обработки снижается на 40—

45 /

Практически способ осуществлен на пресс-формах и литформах из сталей

4Х5МФС, ЗХЗМФ2, 40ХСМФА-ЦР при литье под давлением алюминиевых сплавов в условиях мелкосерийного производства.

Для вакуумной нитроцементации в процессе нагрева для закалки использованы печи

Ш вЂ” 20 и СШОЛ-ВНЦ и карбюризаторы на основе триэтаноламина и моноэтаноламина, нитрооксидирование при отпуске вели в аналогичных печах в атмосфере пиролиза триэтаноламина с водным раствором азотнокислого аммония, для охлаждения при втором отпуске брали раствор лигносульфонатов при температурах 70-90 С, Пример, Пресс-формы литья заглушек из сплава АЛ-2 из стали 4Х5МФС обрабатывали по предлагаемому способу. Вначале вели нагрев для закалки со скоростью 800

С/ч при подаче в печь 60 кап/мин триэтаноламина с добавкой 10%-ного кубового остатка регенерации этанола. При 960 С расход карбюризатора увеличивали до 80 кап/мин и выдерживали садку в течение 2 ч, Развакуумировав рабочее пространство, охлаждали пресс-формы в масле и переносили на отпуск при 120-140 С, температура отпуска 580 С, выдержка 1,5 ч.

После полирования зеркала прессформ проводили отпуск при 580 С в течение 1 ч, подавая.в печь 45 кап!мин триэтаноламина íà 10% аммония азотнокислого, Охлаждение проводили в растворе лигносульфоната-Б в течение 30 — 35 мин. В результате обработки на рабочих поверхностях сформирован диффузионный слой толщиной 340 мкм с повышенной микротвердостью и износостойкостью, при прочности сердцевины 1550-1580 МПа, деформация поверхностей по плоскости не превышала 2 — 5 мкм, суммарная трудоемкость обработки снизилась в 1,5 раза, а износостойкость повысилась в 1,7 раза в сравнении с известным способом обработки, В таблице приведены сравнительные характеристики литформ из стали ЗХ5МФ2 при обработке по различным режимам, Предлагаемая технология проста и экономична, существенно улучшает эксплуатационные характеристики пресс-форм при минимальных затратах на вспомогательные материалы и при минимальной трудоемкости процесса, Способ применим на машиностроительных предприятиях и в инструментальных термических цехах и участках предприятий и ремонтных цехов, Формула изобретения

1, Способ обработки пресс-форм для литья под давлением из штамповых сталей, преимущественно из безвольфрамовых, содержащих 5 — 7% хрома, включающий газовую химико-термическую обработку, закалку в масле, отпуск и полирование, от ли ч а ю шийся тем. что, с целью повышения эксплуатационных свойств пресс-форм за счет снижения хрупкости, повышения износостойкости, твердости, ударной вязкости и сокращения трудоемкости их изготовления, в качестве химико-термической обработки проводят вакуумную нитроцементацию при 950 — 960 С в течение

1,5-2 ч со скоростью нагрева до температу-. ры нитроцементации 800 — 900 С/ч, после закалки проводят двойной отпуск при 560—

580 С с полированием после первого отпуска, причем первый — в течение 1 — 1,4 ч, а второй — в течение 0,5 — 1 ч, после которого охлаждение пресс-формы проводя в сульфосодержащей среде.

2. Способ по и. 1, о тл ич а ю щи йс я тем; что, с целью повышения эксплуатационных свойств пресс-форм за счет улучшения прирабатываемости и исключения налипания металла к поверхности, второй отпуск проводят с одновременным нитрооксидированием, 3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения деформации, перенос пресс-форм на первый отпуск осуществляют при 120-140 С.

1786184

Свойства формообразующего инструмента иэ штампоеой стали 3Х5НФ2 при обработке по различным ретэямвм и

Режим нагрева для закалки

НзносостойДеформация мкм

Трудоемкость, мин/вт, Ударная вязкость, Дж/см> Никротвердост ь, kssww г

Условия отпуска после закалки и полирования

Темпера- Время Темпера- Время"r тура, С выдерж- тура, С выдержки, ч ки, ч

Скорость Выдержка, нагрева, ч

С/ч

KOCT °

Темпера" тура, С

278о

25-50 440

30-40 500

4,0 320 2,0

180 6,0

630

5,0

10,0

Нагрев в атмосфере вакуумного пиролиза триэтаноламина и этанола, в прототипе - в твердом карбюриэаторе.

""В предлагаемом способе охлаждение в лигносульфоиатном растворе, в известном - на воздухе.

Составитель А.Тарасов

Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Редактор А.Рожкова

Заказ 233 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, yn,Гагарина, 101

Предлагаемый

950 800

960 850

950 900

960 850

95о 800

960 850

Прототип

930 330

930 200

1 5

2,0

1,5

2,0

1,7

1,7

570

1,0

1,5

1,0

1.5

l,2

1,2

570

0,5

1,0

0,5

1,0 о,е

0,8

734 51

660 44

680 40

714 47

725 45

69о 48

540 27

525 30

6270

8-10 180

5-10 200

10-12 190

5-15 210

1-5 190

10"15 175