| Главная |
| Поиск по сайту |
Адрес этой страницы' ?>
§ 5. Практика закалки деталей штампов и пресс-форм
Наиболее широко используются различные способы термической обработки при изготовлении штамповой оснастки. Практически ни один штамп, для чего бы он ни предназначался, не изготовляется без применения термической обработки к тем или иным его деталям.
Однако это вовсе не означает, что все основные детали штампа—пуансоны и матрицы — обязательно должны быть закалены. Для вырубки небольшой партии изделий из мягкого листового металла (мягкой стали, латуни, алюминия) достаточно будет хорошо закалить только одну матрицу, ибо от ее формы зависит контур вырубаемого изделия.
Пуансон можно делать немного мягче матрицы, чтобы при возможных люфтах пресса он не мог испортить («зарубить») каленую матрицу. Исправление пуансонов тем легче, чем на меньшую глубину входит пуансон в матрицу, что зависит от толщины штампуемого материала.
При изготовлении штампа для обрубки горячего металла пуансон и матрицу закаливают одинаково сильно.
При вытяжке изделий, не требующих большой точности, например посуды из латуни или алюминия, можно как матрицу, так и пуансон не подвергать закалке. В этих случаях для матрицы берут плотный чугун марки СЧ 22—44, а для пуансона не закаленную сталь У8А, У10А или хромистую Х8ХФ, ХВГ.
При протяжке металлов в горячем виде, например труб и профилей из латуни, меди, бронзы и алюминия, для матриц и пуансонов берут очень твердую сталь и применяют ее в незакаленном виде. Иногда делают матрицу из закаленного чугуна, а пуансон — из твердой стали, которую закаливают с большим отпуском (до 400—500°С), чтобы придать пуансону наибольшую упругость и стойкость.
Штампы для холодной чеканки изделий с точными размерами изготовляют из износоустойчивой стали и дают ей сильную закалку, чтобы во время работы штампа пуансон и матрица не могли изменять свои размеры и рисунок.
Для ковочных штампов берут сталь менее твердую, чем для прессовых штампов, но более вязкую (сталь У8А или с содержанием хрома до 2%). Закалку ей дают менее сильную, с большим отпуском.
Чем крупнее штамп и чем сложнее его профиль, тем больше опасность получить при закалке трещины, коробления и изменения в размерах. Поэтому нагревание таких штампов производят возможно медленнее и равномернее.
Все отверстия, которые не должны закаливаться, плотно замазывают смесью глины с асбестом или плотно забивают мокрым асбестом для предупреждения трещин и коробления.
Нагревание точных малогабаритных штампов часто ведут в закрытых стальных коробках, наполненных мелким древесным углем, что предохраняет поверхность штампов от вредной окалины и вместе с тем позволяет получить более равномерный нагрев. Штампы кладут в коробку на уголь лицевой стороной вниз.
При нагревании больших штампов на поду пламенной печи детали штампа покрывают слоем глины толщиной 20—-30 мм. Перед закалкой этот слой глины счищают.
Отпуск необходимо производить для всех деталей штампов, из какой бы стали они ни изготовлялись. Величина отпуска различна, в зависимости от выбранной стали и характера работы штампа.
Те штампы, которые могут работать в «сыром» виде и которые поэтому не закаливаются, следует все же закаливать обычным способом, но давать им большой отпуск (до температуры 400—500°С). Эта операция намного повышает упругость, вязкость и износостойкость пуансонов и матриц.
Охлаждение деталей штампов выполняют различно, в зависимости от величины и формы штампа. Так, пуансоны высокие, тонкие погружают в воду или масло в вертикальном положении, т. е. узким ребром вниз; матрицы толстые, а также круглые погружают в горизонтальном положении режущими краями вперед.
Чем сложнее профиль штампа и чем тверже взятая для «его сталь, тем медленнее должно быть погружение в жидкость и тем теплее она должна быть. Поэтому при сложных формах матриц и высокой твердости стали закалку нужно вести в воде, подогретой до 40—50° С, или в масле, нагретом до температуры 60° С.
У круглых больших матриц с большими отверстиями калить следует только рабочую поверхность. Для этого применяют брызговую закалку с помощью трубки, имеющей на запаянном конце мелкие отверстия.
Простые пуансоны и штемпели после нагрева под закалку охлаждают сначала в воде, причем охлаждают не всю деталь, а только на 15—20 мм от лезвия по высоте, а как только лезвие потемнеет, переносят деталь из воды в масло. Этот способ дает большую вязкость сердцевине и хвостовику пуансона и достаточную твердость его рабочей части.
Чтобы предохранить от частых поломок тонкие длинные пуансоны, их следует 'закаливать сразу на всю длину, не оставляя резкого перехода от закаленной рабочей части к незакаленному хвостовику. Затем хвостовую часть для повышения упругости пуансона отпускают путем нагрева в песке, горячем масле или соляной ванне.
Охлаждение длинных пуансонов (которые легко могут покоробиться), нужно производить в вертикальном положении и опускать в жидкость возможно медленнее. Если есть в пуансоне переходы от одного сечения к другому, нужно делать перед каждым новым сечением выдержку (остановку) не менее 1—2 с, в зависимости от размера пуансона. Этот прием предохраняет пуансоны от коробления и трещин.
В коротких массивных пуансонах следует при закалке ожидать не коробления, а трещин. Для устранения этого пуансоны перед закалкой подвергают отжигу при температуре 760—780° С, а нагревание при закалке ведут как можно равномернее и медленнее. Охлаждение лучше производить мелкими брызгами воды, посредством опрыскивателя. После закалки необходимо провести отпуск в электропечи или песчаной ванне.
Штампы для горячей штамповки сложной формы и крупных размеров, изготовленные из специальных сталей, перед нагревом под закалку предварительно подогревают до температуры 500—600° С. Охлаждают при закалке в воде или лучше в водном растворе солей или щелочей. Для предупреждения образования трещин сразу же после закалки производят отпуск.
Матрицы штампов, работающие без значительных ударных нагрузок, но с повышенным износом (например, вытяжные), отпускают в течение 1—3 ч (соответственно размеру штампа) при 150—160° С (HRC 62—63) или 175—185° С (HRC 61—62).
Пуансоны, работающие с ударными нагрузками, отпускают при 250—270° С (HRC 56—58), а пуансоны с резкими переходами по сечению и тонкой кромкой, или предназначенные для обработки цветных металлов, отпускают при 275—325° С (HRC >52—56).
При изготовлении пуансонов и матриц из стали марок Х12 и Х12М рациональный технологический процесс термической обработки состоит из следующих операций, чередующихся с механической обработкой:
отжиг заготовок;
предварительная механическая обработка;
первая предварительная закалка в масле при нагреве до 1000° С;
первый предварительный высокий отпуск при температуре 630—660° С;
окончательная механическая обработка;
ступенчатый нагрев в камерной печи под закалку; сначала нагрев до 600—650° С с выдержкой до полного прогрева, затем нагрев до 1050—1100° С с выдержкой при этой температуре из расчета 0,5 мин на каждый миллиметр толщины детали;
охлаждение в масле деталей крупных и средних штампов или на спокойном воздухе деталей мелких штампов;
отпуск при температуре 450—550° С в течение 2-4 ч;
шлифование и полирование.