Разделы сайта

Читаемое

Обновления Mar-2024

Промышленность Ижоры -->  Углеродистые инструментальные стали 

1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

штамповки, а также для калибровочных

и правочных молотовых штампов. Для изготовления штампов выдавливания легированных конструкционных сталей и трудно-деформируемых сталей и сплавов (включая прямое, обратное, комбинированное выдавливание и выдавливание в разъемных матрицах на кривошипных гбрячештамповочных прессах, выдавливание прутков, профилей и*труб на гидравлических прессах) следует пртменять стали с очень высокой теплостойкостью и прочностью.

Минимальные требования по теплостойкости и прочности предъявляют к стали для изготовления штамцов открыгой щтамповки поковок из магниевых и алюминиевых сплавов на прессах, несколько более жесткие - к сталям, предназначенным для изготовления инструмента д;?я вальцовки, радиального обжатия, накатки и раскатки, а также объемной штамповки легких сплавов и углеродистых сталей.

Температура нагрева и величина удельных усилий деформирования оказывают большое влияние и на износ штампов. Однако более существенное влияние на величину и характер изнашивания оказывают условия смазки и перемещение деформируемого металла по гравюре штампа; при этом объем перемещающегося металла определяется схемой деформации: минимум при осадке, максимум при выдавливании. Схема деформации учитывает условия смазки и величину удельных усилий; с переходом от осадки к выдавливанию ухудшаются условия смазки и возрастают нагрузки на штамп.

На рис. VI.22 приведена схема, отражающая температурно-силовые условия эксплуатации штампов горячего деформирования, влияющие на изнашивание. Износостойкость штамповых сталей делят на четыре класса: низкая, средняя, высокая и очень высокая. При штамповке по схеме осадки и высадки штампы можно изготавливать из стали с низкой износостойкостью, при осадке с облоем стали для штампов должны обладать средней износостойкостью, при комбинированной схеме деформации (осадка + выдавливание) от стали требуется высокая износостойкость, наконец, при деформации выдавливанием или прошивкой - очень высокая износостойкость. Схема, приведенная на рис. VI.22, показывает также, что износостойкость непосредственно связана с теплостойкостью стали. Высокая износостойкость при повышенном нагреве рабочей поверхности штампов может быть обеспечена лишь в том случае, если стадь обладает высокой теплостойкостью. Этим условиям (высокие износостойкость и теплостойкость) должна удовлетворять сталь, предназначенная для изготовления инструмента для выдавливания прутков, профилей и труб из стали и труднодеформируемых материалов. Высокие требования к износостойкости стали предъявляют также при изготовлении штампов для полугорячего и высокоскоростного выдавливания, а также выдавливания прутков, профилей и труб из магниевых и алю-мищвых сплавов. В особо тяжелых усло-

виях изнашивания работает инструмент при осуществлении таких технологических процессов, как обжатие, закрытая штамповка, высадка, изотермическая и жидкая штамповка.

Образование и развитие разгарных трещин определяется в первую очередь температурным режимом поверхности штампов. Среди параметров температурного режима основная роль принадлежит температурному

градиенту АГ = Гтах-Тхат И уСЛОВИЯМ ОХ-

лаждения поверхности. Определенное влияние оказывают максимальная температура нагрева поверхности штампа Гтах (особенно в том случае, если Гтах>Лс1) и величина удельных усилий штамповки.

Схема, отражающая требования к раз-гаростойкости стали для штампов, применяемых при выполнении ряда процессов горячего деформирования, приведена на рис. VI.23. В соответствии с этой схемой разгаростойкость в зависимости от температурного перепада и условий охлаждения штампов можно разделить на пять классов:

0 -штамповая сталь плохо сопротивляется образованию разгарных трещин; применение такой стали допустимо в том случае, если температурный градиент АГ на поверхности штампов 200-250° С, а теплоотдача с поверхности происходит естественным путем за счет излучения в окружающее пространство и теплопроводности в тело штампа;

1 - низкая разгаростойкость; стали с такой разгаростойкостью применяют в том случае, если А7400-500°С -и гравюра охлаждается медленно; используют такие стали также при АГ=200ч-250° С и принудительном охлаждении гравюры за счет продувки воздухом или испарения масляных и других консистентных смазок;

II - средняя разгаростойкость; стали с такой разгаростойкостью применяют при АГ>400-500°С и естественном охлаждении гравюры или при АГ=200-250° С и интенсивном водяном охлаждении;

III - высокая разгаростойкость; стали с такой разгаростойкостью применяют при At=400 500° С и интенсивном водяном охлаждении;

IV - очень высокая разгаростойкость; стали с такой разгаростойкостью применяют при АГ>400-500°С (TmRx>Aci) и интенсивном водяном охлаждении.

Из рис. VI.23 видно, что калибровочные, правочные и обрезные штампы, а также инструмент для изотермической штамповки можно изготавливать из стали, не сопротивляющейся образованию разгарных трещин; в то же время сталь, предназначенная для изготовления штампов для выдавливания и объемной штамповки на высокопроизводительных прессах-автоматах и ковочных ма-щинах, должна обладать высокой разгаростойкостью.

Сопротивление хрупкому разрушению штамповой стали зависит в основном от скорости деформирования и сложности конструкции штампового инструмента. На рис VI.24 приведена схема, отражающая требования к сопротивлению хрупкому разрушению стали для штампов, применяемых



400-500

Закрытая штамповка стальных поковок на гидравлических прессах

Жидкай штамповка стали. Выдавливание прутков, профилей и труб из стали и труднодеформируемых материалов

Выдавливание и штамповка на прессах-автома! ах и ковочных машинах поковок из стали и труднодеформируемых материалов

Жидкая штамповка цветных сплавов. Штампов-. ка стальных hojobok (с прошивкой и вытяжкой) на гидравлических прессах

Вальцовка, высадка, накатка, раскатка, объемная штамповка мелких поковок на прессах и ковочных машинах

Выдавливание и штамповка, высадка и раскагка средних и крупных стальных поковок на прессах и ковочных машинах

Калибровка, правка и обрезка поковок на прессах и молотах. Изотермическая штамповка

Штамповка на молотах. Выдавливание прутков, профилей и труб из цветных сплавов, полугорячее выдавливание стальных поковок

Штамповка поковок из стали и титановых сплавов на мологах

Естественное или внутреннее водяное

Принудительное воздушное или за счет испаре-

Принудительное водяное

& 200-250

10-50

ния смазок

Способ охлаждения гравюры штампа Рис. VI.23. Требования к разгароетойкости сталей для штампов (схема): О, /-/V-классы требуемой разгаростойкости

1-1.5

Оборудование ударного действия

Штамповка поковок простой конфигурации на прессмолотах и молотах

Штамповка поковок сложной конфигурации на прессмолотах и молотах

Высокоскоростная штамповка и выдавливание особо сложных поковок

0,1-0,3

S CQ

О VO

Механические прессы и ковочные машины

Штамповка, высадка, вальцовка, радиальное обжатие поковок простой конфигурации

Штамповка, высадка, вальцовка, радиальная ковка поковок сложной конфигурации

Выдавливание (полугорячее, в разъемных матрицах), штамповка особо сложных поковок из труднодеформируемых материалов

0,005

Гидравлические прессы

Открытая штамповка крупногабаритных поковок, изотермическая штамповка

Закрытая штамповка поковок из различных материалов

Выдавливание прутков, профилей и труб из различных материалов

Простая или бандажированная

Переходная (сложная)

Очень сложная

CQ О

сх о

&

Конструкция штампового инструмента Рис VI.24. требования к сопротивлению хрупкому разрушению сталей для штампов (схема): О,/- /I/-классы требуемого сопротивления хрупкому разрушению



при выполнении ряда процессов горячего деформирования. Чем выше скорость деформирования и сложнее конструкция штампов, тем большим сопротивлением хрупкому разрушению должна обладать штамповая сталь. Скорость деформирования 1-1,5 м/с является условной границей между статическим и динамическим (ударным) нагру-жениями.

Конструкцию штампового инструмента классифицируют в соответствии с ее влиянием на неравномерность нагружения штампа и наличие концентраторов напряжений. К инструменту простой конструкции относят цельные штампы и ручьевые вставки с мелкой гравюрой, короткие пуансоны, массивные матрицы, втулки и т. п. (в том числе бандажированные), а к инструменту очень сложной конструкции - штампы и вставки с глубокой гравюрой, матрицы и пуансоны с тонкими ребрами и знаками, длинные пуансоны, иглы, оправки и т. п. Остальной инструмент следует относить к инструменту переходной (или сложной) конструкции.

Сопротивление хрупкому разрушению стали для штампов в зависимости от скорости деформирования и конструкции штампов делят на пять классов:

0 -сталь плохо сопротивляется хрупкому разрушению; в этом случае требований к сопротивлению хрупкому разрушению штамповой стали не предъявляют. Такую сталь можно применять для изготовления массивных штампов мощных гидравлических прессов или вставок для изотермической штамповки;

1 - низкое сопротивление хрупкому разрушению; такую сталь можно применять для изготовления простых штампов механических прессов и ковочных машин или штампов переходной конструкции гидравлических прессов;

II - среднее сопротивление хрупкому разрушению; такую сталь применяют для изготовления простых штампов оборудования ударного действия, сложных штампов механических или очень сложных штампов выдавливания гидравлических прессов;

III - высокое сопротивление хрупкому разрушению; такую сталь применяют для изготовления сложных штампов механических прессов и ковочных машин;

IV--очень высокое сопротивление хрупкому разрушению; такую сталь применяют для изготовления штампов высокоскоростных молотов, имеющих очень сложную конструкцию и эксплуатируемых при скоростях деформирования U12-15 м/с.

При разработке требований к свойствам стали для штампов в первую очередь анализируют температурно-силовые условия эксплуатации штампов, устанавливают преимущественный вид износа и определяют основные и второстепенные эксплуатационные свойства.

Состав и свойства штамповых материалов

Схема классификации материалов, применяемых для изготовления штампов горячего деформирования, по химическому со-

20-683

ставу и структуре представлена на рис. VI.25. В соответствии с этой схемой применяемые для изготовления штампов материалы по структуре (для сталей после охлаждения на воздухе) разделены на шесть групп. В свою очередь в каждой группе выделены подгруппы сталей и сплавов, объединяемые по химическому составу общими признаками.

В ГОСТ 5950-73 Сталь инструментальная легированная. Марки и технические требования существенно изменены по сравнению с ранее действовавшим стандартом (ГОСТ 5950-63) химический состав и число марок стали для штампов горячего деформирования (табл. VI.13).

Из сталей, предусмотренных ранее действовавшим стандартом (ГОСТ 5950-63), в ГОСТе 5950-73 оставлены 14 марок: хро-мокремнистые и вольфрамохромокремнистые 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 5ХВ2С и 6ХВ2С, хромистые 7X3 и 8X3, хромоникелевые 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНСВ, хромомарганцевая 5ХГМ и хромовольфрамованадиевые 4Х5В2ФС, 4Х2В5ФМ и ЗХ2В8Ф. Дополнительно включены восемь новых марок: хромомолибде-нованадиевые 4ХСМФ, 4Х5МФС, 4Х5МФ1С, ЗХЗМЗФ и хромовольфрамомолибденована-диевые 4ХЗВМФ, 4Х4МВФС, 4Х2СВ2МФ и 5ХЗВЗМФС.

Стали марок 4Х5МФС, 4Х5МФ1С и ЗХЗМЗФ близки по составу сталям, применяющимся за рубежом. В течение нескольких лет их испытывали на Волжском автомобильном и ряде других заводов; результаты испытаний оказались вполне удовлетворительными. Остальные новые стали, включенные в ГОСТ 5950-73, разработаны в СССР в течение последних 10-15 лет и широ1о опробованы в различных отраслях отечественной промышленности.

Стали новых марок, введенные в ГОСТ 5950-73, обладают более высокими эксплуатационными и технологическими свойствами и обеспечивают повышенную стойкость штампов для горячего деформирования; их широкое внедрение будет способствовать экономии таких дефицитных легирующих элементов, как никель и вольфрам.

Сталь марки 4ХСМФ является полноценным безникелевым заменителем стали марок 5ХНМ и 5ХНВ; стойкость цельных молотовых штампов и вставок сборных молотовых и прессовых штампов, изготовленных из этой стали, в большинстве случаев в 1,2-1,5 раза выше стойкости таких же штампов, из-готовленцых из хромоникелевых сталей. Учитывая, что стоимость стали марки 4ХСМФ лишь на 25-40% выше, чем стоимость стали марок 5ХНМ, 5ХНВ и т. п., широкое внедрение стали этой марки обеспечивает большой народнохозяйственный эффект.

Стали марок 4Х5МФС и 4Х5МФ1С по свойствам и назначению близки к стали марки 4Х5В2ФС; однако благодаря повышенным сопротивлению хрупкому разрушению, разгаростойкости и прокаливаемости их целесообразно применять для изготовления более крупного и сложного прессового инструмента, работающего в условиях интенсивного охлаждения (пуансоны,



1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

© 2003 - 2024 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка