Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Литой инструмент изготовляли из сталей марок 5ХНМ (В), 4Х5МФС, 4Х5МФ1С (ГОСТ 5950—73*) по технологии, предусматривающей использование форм из песчано-глинистой смеси для оформления тела отливок и стержней из холоднотвердеющей смеси при отливке вставок и штампов деталей «тракторный ролик», «серьга», «клин» и керамических стержней при отливке вставок деталей «рым-боЛт», «шестерня» для оформления гравюры.
Металл выплавляли в индукционных печах с емкостью тигля 60 и 500 кг на обычных шихтовых материалах в тиглях с кислой (для керамических стержней) и основной (при использовании стержней из ХТС) футеровкой и заливали в формы при 2 / 2
температуре 1520—1540 °С.
При изготовлении отливок штампов деталей «трак-
Рис. 5.2. Основные виды повреждения гравюры вставок при штамповке на ПВМ с м. п. ч. 5—10 т детали «тракторный ролик»:
/ — смятие бобышки; 2 — изнашивание; 3 — разгарные трещины; 4 — трещины механической усталости
76
Рис. 5.3. Основные виды повреждения гравюры штампов при штамповке на КГШП усилием 15 680 кН:
• / — смятие; 2 — износ; 3 — трещины механической усталости
240
200
торный ролик», «серьга», «клин» металл заливали в формы через сифонную литниковую систему, а при заполнении формы на /2 высоты заливка осуществлялась в прибыльную
часть. При изготовлении остальных отливок штампов сифонная литниковая система не применялась.
Химический состав отливок штампов приведен в табл. 5.3, а фотографии некоторых из них — на рис. 5.4—5.6 (см. вклейку).
После выбивки отливок из форм, отпуска для снятия внутренних напряжений при температуре 650—700 °С (в зависимости от марки стали) и отрезки прибылей анодно-механическим способом отливки штампов подвергали отжигу с защитой гравюры от обезуглероживания по стандартным для этих сталей режимам на твердость 1900—2300 НВ.
Вырезка темплетов из осевой зоны отливок показала, что металл отливок плотный, дефекты газового и усадочного характера отсутствуют. Для отливок из стали типа 4Х5МФС характерным является -наличие зоны столбчатой кристаллизации и отсутствие мелкозернистой зоны (рис. 5.7, см. вклейку). Дендритный характер кристаллизации отливок стали марки 5ХНМ показан на рис. 5.8 (см. вклейку); из этого рисунка следует, что отсутствует четко выраженная зона столбчатой кристаллизации и, как в предыдущем случае, мелкозернистая зона не наблюдается.
Последующий цикл подготовки отливок штампов к эксплуатации заключался в проведении предварительной механической обработки (припуски на механическую обработку отливок приведены в табл. 5.4), термической обработке (закалка и отпуск) по стандартным для применяемых сталей режимам и окончательной механической обработке (шлифовка, полировка) .
Подготовка отливок к эксплуатации показала, что при использовании литых заготовок штампов сокращаются отходы штамповой стали в стружку (табл. 5.5), уменьшается трудоемкость механической обработки (табл. 5.6). Уменьшение расхода штамповой стали и снижение трудоемкости механической обработки отливок по сравнению с поковками будет тем больше, чем сложнее и глубже фигура штампов. Показательной в этом отношении может быть отливка штампа «тракторный ролик». Отходы металла в стружку при обработке комплекта литых вставок по сравнению с обработкой поковок уменьшаются на 51 кг, т. е. коэффициент использования металла повышается ^ 0,61 до 0,88, а трудоемкость механической обработки уменьшается на 44 %.
Результаты сравнительных производственных испытаний литых штам-повых вставок и штампов, данные по стойкости инструмента, изготовленного из поковок, основные сравнительные причины повреждения литого и деформированного инструмента представлены в табл. 5.7.
77
©ч
ю о н
X
ч
СП
к
X
«3
*
а.
о а
<и о ю о а а оз
>> 2 со 2
со л
о с а х
я"
н
а
о; х
X
0> 3* 03 X
X |
х <з*>
X ^
|8
со Я
о с
к
СО »Я
о о
о
ю о с
03
н
э
03
н к
03 О»
>. с
03
н
э
со X
X ю
о см
со
н
О
и
е
ю
о см
%
н
Ч О
хо
е
ю
к
ж о-си н о си
X
X ю
я
Ч
о о-
»я 3 ж о-о н
03
н
2 1,60 СО С» 1,45 см
> 0,78 см 00 о" 00 о' 0,48 СМ ю о'
ю о' ©"
Мо 1 1,23 см 0,27 со см о' ю
Сг о' 00 о' 4,83 см ю~ СП о' см СП о' 5,15 о СО-
с75 0,28 СО со» о' 1,04 см 0,75 ю 00 о' ' со о' <* 0,61 СО см
Мп 0,46 0,80 0,38 о о' 0,36 00 со о' 0,55 0,58 0,42 00 ю о'
а 0,008 см о о' 0,012 о см о о' 0,017 00 О о' 0,021 см о о'
0,012 о §* о' 0,026 о СО о о' 0,026 0,020 ю § о'
и о СО юд О 0,38 см о' 0,40 СО о' 0,51 СМ ю о' 00 со *-О о о'
е
ю X
я
и л
си
и
ю о с
03
н
э
ы о ю я
н о
2 ю
03
н а О а
<и я
а
0>
я я
X
»я 2
X
л
03 X
а
03
я »я 2 х л
03
X X X
2 х
03 со
03
>>
0> Я" X
о
03
н 03
а; х
X
03 3*
<и
х а.
С
Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы:
стойкость литых вставок из стали марки 5ХНВ (ПВМ с м. п. ч. 1 т) и стали марки 4Х5МФ1С (высокоскоростной молот) превосходит работоспособность аналогичных вставок, изготовленных из поковок, приблизительно в 1,5 раза; основной причиной повреждения как литых, так и деформированных вставок является износ; применение стали марки 4Х5МФ1С в этом случае вместо стали марки 5ХНВ позволяет дополнительно повысить работоспособность вставок при штамповке детали «рым-болт»; возможность использования литых штам-повых вставок из теплоустойчивой стали (0,3% С, 5 % Сг, 2 % Мо, 1 % XV, 0,4 % V) при штамповке на ПВМ отмечена в работе [81], некоторые данные из которой приведены в табл. 5.1;
