Отпуск штампов

01.06.2018
Отпуск штампов имеет целью: 1) снять образующиеся при закалке остаточные напряжения, 2) получить однородную сорбитовую и, реже, троостосорбитовую структуру стали, 3) повысить характеристики вязкости, 4) улучшить теплопроводность стали.

Твердость штампов после отпуска не должна быть излишне высокой по следующим причинам:

1) при высокой твердости сталь обладает пониженными значениями вязкости, что приводит к образованию трещин на рабочей поверхности и к быстрому выходу штампа из строя;

2) структура твердого раствора (мартенсита), образующаяся при закалке, имеет более низкую теплопроводность, чем продукты распада мартенсита: феррит, перлит или сорбит; поэтому теплопроводность стали, а следовательно, и способность штампов лучше отводить тепло от рабочей поверхности возрастают в случае полного прохождения процесса распада мартенсита при отпуске.

Твердость отдельных типов штампов устанавливают с учетом условий их работы. Молотовые штампы с мелкими ручьями, в которых штампуемый металл быстро подстывает, должны иметь более высокую твердость, чем штампы с глубокими ручьями.

В.Я. Дубовой, на основании личного опыта и изучения режима обработки штампов на многих передовых советских и американских заводах, указывает следующие пределы твердости, которые должны иметь молотовые штампы из стали марок 5ХНМ и 5ХГМ после термической обработки (табл. 45).

Обработка стали 5ХГМ на более низкую твердость по сравнению со сталью 5ХНМ имеет целью повысить характеристики ее вязкости.

Твердость штампов, изготовленных из стали 7X3, В.Я. Дубовой рекомендует устанавливать в пределах 364—418 Hв для высадочных матриц, прошивных и обрезных пуансонов; 387—444 Hв — для гибочных матриц и пуансонов; 364—418 Hв — при изготовлении прошивных пуансонов и вставок матриц я 418 — 477 Hв — при изготовлении остальных штампов.

Наш опыт применения хромокремнистой стали марок 35ХГС и 4ХС для изготовления пуансонов показывает, что эта сталь должна получать после отпуска твердость 280—300 Hв, так как при более высокой твердости она имеет низкую вязкость. Протяжные пуансоны из этой стали с твердостью 320—400 Hв показывают неудовлетворительную стойкость в работе и быстро выходят из строя вследствие образования глубоких продольных трещин.

Обработка штампов, кроме особо крупных, при отпуске на еще более низкую твердость, чем указано выше, не улучшает, а понижает их стойкость в работе, так как теплопроводность при этом не возрастает, а характеристики прочности уменьшаются настолько значительно, что рабочая поверхность штампов быстро сминается.

Температуры нагрева штампового инструмента при отпуске даны в табл. 46.

Поскольку температуры нагрева, применяемые для отпуска штампов, являются высокими, а штампы имеют после закалки значительные напряжения, то непосредственная загрузка крупных штампов в печь, нагретую до температуры отпуска, может привести к образованию трещин в процессе отпуска.

Поэтому крупные штампы надо загружать в печь при температуре печи 400—500°, а затем после выдержки штампов в печи в течение 1—2 час. поднимать температуру до требуемой при отпуске.
Отпуск штампов

Продолжительность нагрева и выдержки штампов при отпуске определяется из расчета 40—60 мин. на каждые 25 мм минимальной толщины, причем для штампов из стали У7, 4ХС, 35ХГС, 30ХГС и 35ХМЮА продолжительность напрев а и выдержки принимается 40—45 мин., а для штампов из стали 5ХНМ, 5ХГМ, 4ХВС, ЭИ160 и 3ХВ8 — 50—60 мин.

Для сравнения надо указать, что для применяемой в настоящее время в США молибденовой и хромистой стали (табл. 4) американская техническая литература рекомендует следующий режим термической обработки. Штампы нагревают для закалки в ящиках с засыпкой чугунной стружкой. Ящики помещают в печь, нагретую до 300—500°, и после прогрева медленно поднимают температуру печи до 980—990°; затем после прогрева штампов при этой температуре их выдерживают 30—45 мин. После этого ящики вынимают из печи, разбивают слой стружки и охлаждают штампы на воздухе или под воздушным дутьем. He давая штампам полного охлаждения, при температуре поверхности 50—70° их переносят в печь для отпуска. Рекомендуемая температура отпуска составляет 580—590° для молибденовой стали и 635—645° — для менее вязкой хромистой стали. Продолжительность выдержки при отпуске составляет не менее 4 час.