SU1177365A1 - Способ закалки молотовых штампов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЗАКАЛКИ МОЛОТОВЫХ ШТАМПОВ, включающий нагрев до температуры аустенизации, выдержку, подстуживание и многократное охлаждение вначале в среде с максимальной охлаждающей способностью до достижени  на поверхности издели  температуры начала мартенситного превращени , а затем в среде с мшшмальной охлаждающей способностью до достижени  на поверхности издели  температуры верхней ветви начала распада аустенита по типу второй ступени и окончательное охлаждение в среде с промежуточной охлаждающей способностью с момента достижени  в центре издели  температуры , соответствующей температуре центра .издели  при непрерывном охлаждении в масле в момент перехода поверхности точки М, отлиS чающийс  тем, что, с целью (Л повьшени  уровн  механических свойств путем увеличени  однородности структуры, в процессе окончательного охлаждени  провод т термоциклирование в интервале температур от 400 жо 200с. «VI Ч О9 О)

Description

Изобретение относитс  к термической обработке крупногабаритных изделий, в частности к закалке литых молотовых штампов, изготовленны методом ЭШО, и может использоватьс  в инструментально-штамповом производстве .

Цель изобретени  - повышение уровн  механических свойств путем увеличени  однородности структуры,

Способ закалки массивных изде- . ЛИЙ из легированных сталей,типа литых молотовых штампов осуществл етс  следующим образом.

Нагрев до температуры аустенизации , выдержка, подстуживание на воздухе до 760-780°С и охлаждение вначале в воде до достижени  поверхностью температуры на 5-50 С выше точки Мн, затем на воздухе дл  с шжени  температурного градиен . та между поверхностью и центром.

Двух- или трехкратна  смена охлаждени  в воде и на воздухе производитс  до достижени  в центре издели  температуры, соответствующе темпера- уре издели  при непрерывном охлаждении в масле в момент достижени  поверхностью точки мартенситного превращени  М, Затем немедлен ное термоциклирование в интервале температур 400-20dc при многократном нагреве и охлаждении издели  в воздушной среде в течение 3-5 ч.

При необходимости дл  достижени  заданной твердости изделие может быть подвергнуто дополнительному краткосрочному отпуску и отпуску хвостовика.

Дл  изучени  механических и технологических свойств в лабораторно-производственных услови х изготавливают методом электрошлакового обогрева из стали 5ХНМ размером 4007б0700 мм два литых штампа, которые подвергают закалке по предлагаемому и известному способам, После обработки из штампов вырезают по три пробы из поверхности, 1/3 высоты и центра, на которых-Провод т испытани  механических свойств,, определ ют твердость и исследуют г

микроструктуру.

Пример I, Один из указанных литых штампов нагревают до 860 С с выдержкой 10 ч, постуживают до 780с на воздухе и охлаждают (З мцн вначале в воле до на поверхности штампа, затем на воздухе дл  снижени  температурного градиента по сечению (З мин), После трехкратного охлаждени  с трехминутными выдержками температура центра достигает 500°С поверхности 270°С Затем немедленно подвергают штамп трехкратному термоциклическому отпуску в интервале температур 400-200 с, нагрева  и охлажда  его в воздушной среде.

Дл  достижени  заданной твердост производ т в течение 5 ч объемный отпуск при 500 С и отпуск хвостовика при 700-710°С,

Пример 2, Второй из подготовленных штампов нагревают под закалку по аналогичному режиму, также подстуживают, а охлаждают по известному способу чередованием , вода - воздух до температуры центра штампа , Окончательное охлаждение до 200°С производ т в масле, затем провод т объемный отпуск при 500С в течение 10 ч и отпуск XBOCтовиков при 700 - 710 С,

Продолжительность отпуска 10 ч .выбрана из расчета совпадени  его с предлагаемым,, в котором термоциклирование занимает 5 ч и 5 ч объемный отпуск при 500°С,

Охлаждение штампов в воде, т,е, в среде с максимальной охлалсдающей способностью, производитс  до достижени  поверхностью температуры на вьш1е точки Мн, при этом в центральной части издели , сохран ющей значительный запас тепла, охлаждение происходит плавно до температур максимальной устойчивости аустенита.

Затем штамп охлаждаетс  на воздухе ,при этом температура поверхностных слоев повьшхаетс  за счет теплоотдачи от внутренних слоев металла, температура центральных слоев плавно снижаетс , Ь этот момент в центральных сло х штампа начинаетс  превращение остаточного аустенита, которое протекает в промежуточной области в верхней части бейнитного превращени , а на поверхности - в нижней части. Градиен температур между поверхностью и центром издели  в этот момент резко снижаетс ,

. Трехкратна  смена охлаждени  в воде и на воздухе переводит превращение как в центральных, так и в поверхностных зонах издели  в область нижних областей бейнитного превращени , повьшаетс  прокаливаемость , исключаетс  образование феррита в центральных зонах. Однако превращение аустенита на данном этапе не завершаетс  и в структуре металла присутствует 30 - 40% оста точного аустенита. Окончательное охлаждение в масле, как предусмотр но в известном способе, которое начинают с момента достижени  в це тре издели  температуры, соответствующей температуре центра издели  при непрерывном охлаждении в масле в момент перехода температуры поверхности точки MH не допустимо, В этот момент превращение аусте нита у литой стали 5ХНМ еще не завершено и охлаждение в масле вызыв распад части его по мартенситному типу,.что может вызвать повышенные структурные напр жени , а друга  часть сохран етс  в стали в виде остаточного аустенита, что также нежелательно, Поэтому дп  подавлени  .по мартенситному типу и снижени  количества остаточного аустени штамп немедленно подвергают термоциклическому отпуску в водушной ср де при колебании температур от 400 до 200 С с трехкратной сменой нагревов и охлаждений. Б данном температурном интервал , обеспечиваетс  полное превращение аустенита в нижней области бейнитно го превращени  как в поверхностных так и в центральных зонах издели ,. т,е, обеспечиваетс  однородность структуры по сечению. Повышена твер дость издели . Однородна  структура нижнего игольчатого бейнита свидетельствует об увеличении сопротивлени  металла хрупкому разрушению. Исключаетс  трещинообразование издели , т,к, снижаетс  уровень тепловых и структурных напр жений во врем  термической обработки издели , Дп  определени  оптимального интервала температур термоциклировани провод т обработку с термоциклирова нием по трем вариантам: по предлагаемому способу (вариант П) и с выходом на граничные значени  предложенного способа (варианты Т и Ш). 1 вариант: нагрев до 500°С с последующим охлаждением до 300°С; П вариант: нагрев до с последующим охлаждением до Ш вариант: нагрев до 300°С с последующим охлаждением до , А три штампа подвергались термической обработке по известному способу - вариант 1У (без термоциклировани ), Результаты обработки представлены в таблице. Сочетание высоких значений ударной в зкости с высокими значени ми прочностных и пластических характеристик металла штампов, обработанных по П варианту, позвол ет прин ть оптимальным интервал температур термоциклического отпуска 400-200°С, Из данных таблицы следует, что при обработке штампов по известному способу уровень пластических свойств особенно ударной в зкости, ниже, чем в предлагаемом способе. Кроме того, на штампе обнаружены трещины, что  вл етс  следствием повышенных тепловых и структурных напр жений, Прочность И твердость металла штампов , обработанных по предлагаемому и известному режимам, практически равноценны, что можно объ снить вли нием окончательного отпуска, проведенного в обоих случа х при 500°С. Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным, обеспечивает однородность .структуры по всему сечению литых массивных изделий из легированных сталей Гтипа 5ХНМ), высокие механические свойства и ударную в зкость, а следовательно, стойкость против хрупкого разрушени  без опасности образовани  закалочных трещин. Оба штампа прошли производственные испытани . Штамп, термообработанный по предлагаемому способу закалки отштамповал 4,0 тыс, штамповок, штамп, термообработанный по известному способу 2,5 тыс,штамповок . Из этого следует, что стойкость тампа обработанно по предлагаемому ежиму повьшгаетс  в 1,5 раза.

Claims (1)

1. СПОСОБ ЗАКАЛКИ МОЛОТОВЫХ ШТАМПОВ, включающий нагрев до температуры аустенизации, выдержку, подстуживан'ие и многократное охлаждение вначале в среде с максимальной охлаждающей способностью до до стижения на поверхности изделия температуры начала мартенситного превращения, а затем в среде с минимальной охлаждающей способностью ' до достижения на поверхности изделия температуры верхней ветви кривой начала распада аустенита по типу второй ступени и окончательное охлаждение в среде с промежуточной охлаждающей способностью с момента достижения в центре изделия температуры, соответствующей температуре центра изделия при непрерывном охлаждении в масле в момент перехода поверхности точки Mjf, о т л и^- § чающийся тем, что, с целью повышения уровня механических свойств путем увеличения однородности структуры, в процессе окончательного охлаждения проводят термоциклирование в интервале температур от ’400 жо 200°С.

   £9£Ш1 0S