Главная  Комплексное легирование стали 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [ 13 ] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Характеристика технологических операций

Основные причины выхода из строя

средняя стойкость, тыс. шт.

однопереходное прессование деталей из конструкционных сталей с большими степенями деформации при давлении 1800-2200 МПа и более

Хрупкое разрушение, смятие и выкрашивание рабочих частей

10-40

Резка

вырубка и пробивка отверстий в заготовках из конструкционных материалов;

прецизионная вырубка изделий электротехнической промышленности

Износ, усталостное разрушение

Выкрашивание и износ рабочих кромок, хрупкое разрушение

60-250 10-100

Листовая штамповка

гибка, вытяжка и формовка деталей небольших размеров и простой формы;

изготовление деталей повышенной точности сравнительно небольших размеров;

изготовление крупных изделий сложной формы

Износ

Износ рабочих частей, схватывание

Износ и выкрашивание рабочих кромок, схватывание

200-250 100-250 50-200

Примечание. Значения стойкости даны в основном до первого восстановления.

Наименьшая стойкость инструмента наблюдается при выполнении операций объемной штамповки (прессование, высадка, калибровка, чеканка) и резки (вырубка, пробивка, просечка, отрезка) вследствие возникновения больших давлений, неблагоприятного напряженного состояния и нагрева рабочих частей инструментов. Гибка, вытяжка, формовка особых {Трудностей не вызывают.

Давления при холодном прессовании достигают 2000-2500 МПа, а температура на поверхности инструмента 500-530 °С. При этом из-за низкой теплопроводности высоколегированных сталей в поверхностном слое толщиной около 0,3 мм наблюдается резкий перепад темпера-сгур [13].

На прессах объемного прессования реализуется плавное нагружение со скоростями 0,1-0,4 м/с, а на чеканочных прессах, холодновысадочных автоматах и быстроходных пресс-автоматах ударное нагружение со скоростями 0,5-1,5 м/с.

Хрупкое разрушение может быть не только следствием ударного нагружения, воздействия опасных концентраторов напряжений, но и результатом возрастания удельных нагрузок от смятия или затупления (износа) рабочих частей. При этом интенсивное изменение геометрических размеров связано или с недостаточной теплостойкостью материала, или с абразивным воздействием материала заготовки, или с усталостным выкрашиванием.



38. Количество карбидной фазы в сталях после отпуска на твердость HRC 62-64 [4]

Сталь

Мае. доля, %

углерода

карбидной фазы

19-20

Х6Ф4М

15-16

(в тохм числе 8--

9 % МС)

Х12М

16-17

Х12Ф1

13-14

Х6ВФ

Кроме приемлемых износостойкости, сопротивления малым пластическим деформациям и теплостойкости, прочности и вязкости, стали должны обладать хорошими технологическими свойствами: обрабатываемостью давлением и резанием, устойчивостью против перегрева, малой деформируемостью при термической обработке, малой склонностью к обезуглероживанию, а также по возможности быть экономно легированными.

Условия работы инструмента определяют выбор режимов термической обработки сталей. Высокое качество термической обработки обеспечивается защитой поверхности от обезуглероживания; соблюдением условий и температур нагрева, а также условий охлаждения для достижения оптимального сочетания свойств при наименьшей деформации инструментов.

Лучшее качество поверхности получают при нагреве инструментов в расплавленных солях, раскисленных бурой Na2B407 (4-5 % от массы соли) или MgFg (2-4 %), в печах с защитной атмосферой или в упаковке из чугунной стружки. Склонность к обезуглероживанию повышают кремний, вольфрам и молибден при содержании каждого более 1 %.

Во избежание возникновения чрезмерных термических напряжений из-за низкой теплопроводности сталей перед окончательным нагревом под закалку рекомендуется одноступенчатый (при 650-700 Q или двух-

ступенчатый (при 300-400 °С - первая ступень и при 800-850 °С - вторая ступень) нагрев.

Время выдержки при температуре аустенитизации для сталей первых трех групп устанавливают из расчета 50-70 с на 1 мм сечения при печном нагреве и 35-40 с при нагреве в ванне. Выдержка при отпуске составляет 1,5-2,5 ч (или 100-150 с на 1 мм наименьшего сечения, но не менее 1 ч); при проведении кратных отпусков и обработке на вторичную твердость выдержку ограничивают 1-1,5 ч.

При обработке инструментов из сталей четвертой группы (для ударных инструментов) время выдержки в камерных печах устанавливают 50-70 с (без учета времени прогрева) на 1 мм толщины детали, а в соляных ваннах 20-30 с. Время выдержки при отпуске определяют из расчета 2 ч плюс 1- 1,5 мин на 1 мм толщины.

Инструменты холодного деформирования, работающие в условиях значительного износа, изготовляют преимущественно из сталей с 12 % Сг (Х12ВМ, Х12, Х12Ф1, Х12МФ). Используют также стали с 6 % Сг (Х6Ф4М и Х6ВФ, см. табл. 34).

По относительной износостойкости стали после обработки на твердость HRC 61-62 могут быть расположены в следующий ряд (в скобках указана относительная износостойкость): Х6ВФ (0,5), Х12М (1,0), Х6Ф4М (1,2), Х12 (1,45) [4]. Эти стали относятся к мар-тенситному классу и ледебуритной группе. Высокая износостойкость определяется повышенным количеством карбидной фазы (табл. 38), типом и морфологией карбидов. Карбиды представлены преимущественно частицами М7Сз(Сг7Сз) и небольшим количеством М2зСб(Сг2зСб), МС (VC), а также MgC при высоком содержании углерода (XI2). Неблагоприятное распределение карбидной фазы, возникающее при кристаллизации слитков и сохраняющееся в горячекованом и горячекатаном состоянии, особенно в прутках диаметром более 40 мм, снижает прочность и ударную вязкость, вызывает выкрашивание рабочих кромок штампов и создает значительную анизотропию свойств, У сталей обязательно контролируют



карбидную неоднородность, чем оценивают одновременно качество ковки. Прочность ледебуритных сталей в термообработанном состоянии при изменении карбидного балла с 3 (диаметр проката 20-35 мм) на 7 (диаметр проката 80-100 мм) снижается в 1,5- 2 раза.

Меньшую карбидную неоднородность имеют высокованадиевые стали (Х6Ф4М), но их недостатком является пониженная шлифуемость и повышенная окисляемость при нагреве под ковку, отжиг и закалку.

Термическую обработку сталей с 6 и 12% Сг высокой износостойкости проводят преимущественно на первичную твердость и реже на вторичную.

Оптимальные температуры закалки на первичную твердость устанавливают на основе определенного сочетания характеристик твердости (HRC 62-65), размера зерна (не крупнее 9 по ГОСТ 5639-82 при диаметре до 80 мм и 8 при диаметре 80-140 мм или 4 и 3 по шкале изломов соответственно) и количества остаточного аустенита (15-20%) (табл. 39). Максимальная твердость после закалки достигается при достаточно полном растворении карбидов (сохраняется 6-10%). но таком, чтобы не происходил рост зерна и образование чрезмерного количества остаточного аустенита. У высокохромистых сталей интервал температур Закалки небольшой.

39. Влияние температуры закалки на твердость, размеры зерна аустенита и количество остаточного аустенита сталей высокой износостойкости

Сталь (рекомендуемая температуря закалки)

Температура закалки, °С

Зерно

Количество остаточного аустенита, %

Х6Ф4М (980-1010 °С) [1]

975 1000 1025 1050 1100 1150 1175

63,5 64,5 64,5 64 62,5 60,5 59

12 11-10 10

8 10 17 21 37 55

X12 (950-980 °0 [4, 15]

880 930 980 1030 1100

57,5

12 10-10 10-11 11-9

Х12Ф1 (1030-1050 X) [9, 16]

900 950 1000 1025 1050 1100 1150

53-54 58-60

63 64 65 63-64 58-60

12-13

12 12-11 11-12 9 10 7-8

10 15-17 22-27 40-60 65-95



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [ 13 ] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

© 2011 - 2020 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено