RU2452780C1 - Способ упрочнения разделительного штампа - Google Patents
Способ упрочнения разделительного штампа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452780C1 RU2452780C1 RU2011107786/02A RU2011107786A RU2452780C1 RU 2452780 C1 RU2452780 C1 RU 2452780C1 RU 2011107786/02 A RU2011107786/02 A RU 2011107786/02A RU 2011107786 A RU2011107786 A RU 2011107786A RU 2452780 C1 RU2452780 C1 RU 2452780C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tempering
- hardening
- temperature
- laser
- temperature tempering
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области термической обработки металлов и может быть использовано на машиностроительных предприятиях в инструментальном производстве при изготовлении разделительных штампов. Способ упрочнения разделительного штампа включает механическую обработку заготовок пуансона и матрицы с выполнением припуска на оплавление, термическую обработку в виде объемной закалки и многократного отпуска, лазерное упрочнение и чистовую механическую обработку оплавленных поверхностей. Согласно изобретению отпуск осуществляют в две стадии, первую из которых в виде низкотемпературного отпуска при температуре 180-200°С и выдержкой 45-60 мин проводят после объемной закалки, а вторую - высокотемпературный отпуск при температуре 550-560°С с выдержкой в течение 1 часа осуществляют после лазерного упрочнения. При этом кратность высокотемпературного отпуска выбирается из условия получения твердости упрочненного слоя 9500-10500 МПа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области термической обработки металлов и может быть использовано на машиностроительных предприятиях в инструментальном производстве при изготовлении разделительных штампов.
Известен способ упрочнения разделительного штампа, включающий механическую обработку заготовок пуансона и матрицы из быстрорежущей стали с выполнением припуска на боковых поверхностях на оплавление, термическую обработку в виде объемной закалки и высокотемпературного трехкратного (многократного) отпуска, лазерное упрочнение при оплавлении припуска, осуществляемое за один проход луча лазера по периметру боковых рабочих поверхностей (фиг.1) и финишную чистовую обработку шлифованием передних и боковых поверхностей (RU 2342445, МПК C21D 1/09, C21D 9/22, 27.12.2008).
Способ позволяет выполнять упрочнение рабочей поверхности заготовок в результате лазерной закалки быстрорежущей стали из жидкой фазы в зоне оплавления и в зоне закалки из твердой фазы, получать достаточно равномерную микротвердость по всей боковой поверхности заготовок за один проход луча лазера, направленного перпендикулярно к передней поверхности и перемещающегося по периметру боковой поверхности припуска.
Однако известный способ не обеспечивает эффективного упрочнения быстрорежущих сталей в широком диапазоне режимов лазерной обработки с получением максимальной глубины упрочненного слоя с высокими эксплуатационными свойствами. При лазерном упрочнении боковых поверхностей прямоугольного сечения заготовок высока вероятность образования трещин в упрочненном металле из-за низкой технологической пластичности быстрорежущей стали после объемной закалки и трехкратного высокотемпературного отпуска.
В основу настоящего изобретения поставлена задача разработки способа упрочнения разделительного штампа с заданными характеристиками упрочненного слоя вне зависимости от режимов лазерной закалки.
Техническим результатом изобретения является повышение твердости упрочненного слоя при отсутствии в нем трещин.
Технический результат достигается тем, что в способе упрочнения разделительного штампа, включающем механическую обработку заготовок пуансона и матрицы с выполнением припуска на оплавление, термическую обработку в виде объемной закалки и отпуска, лазерную обработку и чистовую механическую обработку оплавленных поверхностей, согласно изобретению после объемной закалки осуществляют низкотемпературный отпуск при температуре 180-200°С с выдержкой 45-60 мин, а после лазерной обработки осуществляют высокотемпературный отпуск при температуре 550-560°С с выдержкой на воздухе в течение 1 часа. Высокотемпературный отпуск осуществляют многократно с кратностью, определяемой получением твердости упрочненного слоя, равной 9500-10500 МПа.
Низкотемпературный отпуск после объемной закалки пуансона и матрицы выполняют для уменьшения уровня остаточных напряжений и исключения возможностей образования трещин. Высокотемпературный отпуск после лазерного упрочнения дает возможность получать высокую твердость (9500-10500 МПа) металла в зоне упрочнения за счет превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуска и выделения дисперсных карбидов. При этом отпуск может быть выполнен одно,- двух- и трехкратным для более полного превращения остаточного аустенита и получения заданной твердости.
Низкотемпературный отпуск (180-200°С с выдержкой 45-60 мин) выполняют после объемной закалки заготовок пуансона и матрицы для уменьшения уровня остаточных напряжений и исключения образования трещин при лазерном упрочнении. При этом уменьшение температуры ниже 180°С приведет к образованию трещин при лазерной обработке в результате сохранения высокого уровня остаточных напряжений. Повышение же температуры выше 200°С вызовет дополнительные необоснованные затраты на термическую обработку. Уменьшение времени выдержки (менее 45 мин) не обеспечивает достаточную полноту протекания диффузионных процессов и приводит к образованию трещин при лазерной обработке, а увеличение времени выдержки (более 60 мин) приводит к дополнительным затратам на термическую обработку высокотемпературный (550-560°С, выдержка 1 час) отпуск заготовок пуансона и матрицы выполняют после лазерного упрочнения для превращения остаточного аустенита в мартенсит отпуска, выделения дисперсных карбидов и получения оптимальной структуры быстрорежущей стали в зоне лазерного упрочнения (мартенсит отпуска, карбиды и 3-5% остаточного аустенита) и достижения эффективного упрочнения и высокой стойкости штампа.
В зависимости от количества остаточного аустенита после лазерной закалки и необходимости его превращения в мартенсит отпуска (для достижения твердости упрочненного слоя 9500-10500 МПа), высокотемпературный отпуск выполняют одно,- двух- или трехкратным.
Способ иллюстрируется сравнительными схемами, где на фиг.1 представлена схема термической обработки и лазерного упрочнения разделительного штампа по патенту RU 2342445, а на фиг.2 - схема термической обработки по предлагаемому способу.
Способ упрочнения разделительного штампа поясняется на примере конкретного его выполнения.
Пуансоны и матрицы квадратного сечения со стороной а=40 мм изготавливали для пробивки отверстий диаметром в холоднокатаной низкоуглеродистой стали толщиной 1 мм на координатно-револьверном прессе VIPROS Queen 368. Заготовки выполняли из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73.
Механическую обработку выполняли на токарном станке 1U611 и фрезерном станке 6Т10 на режимах, рекомендованных для механической обработки быстрорежущих сталей с припуском на оплавление и финишную обработку z=0,1 мм по боковой поверхности пуансона на высоту 8 мм и матрицы на высоту 3 мм.
Закалку выполняли по стандартным режимам для Р6М5. После закалки выполняли низкотемпературный отпуск для одной партии образцов при Т=180°С с выдержкой 45 мин, для другой - при Т=200°С с выдержкой 60 мин. Охлаждение выполняли на воздухе.
Лазерное упрочнение оплавлением припуска по боковым поверхностям пуансона и матрицы проводили на лазерном комплексе Bysprint 2 компании Bystronic на режимах: для пуансона мощность излучения Р=3900 Вт, скорость резки V=500 мм/мин, давление вспомогательного газа (азота) F=12x105 Па; для матрицы мощность излучения Р=3000 Вт, скорость резки V=2600 мм/мин, давление вспомогательного газа (азота) F=12×105 Па.
После лазерного упрочнения пуансоны и матрицы подвергали высокотемпературному отпуску при температуре 560°С, выдержке 1 час с охлаждением на воздухе. Отпуск выполняли одно, - двух- или трехкратным.
Финишную чистовую обработку выполняли шлифованием. Исследование микрошлифов, приготовленных из пуансона и матрицы, подтвердило повышение микротвердости металла в зоне оплавления с 7600 МПа после наплавки и низкотемпературного отпуска (независимо от режимов низкотемпературного отпуска) до 9800 МПа после лазерного упрочнения и трехкратного высокотемпературного (Т=560°С) отпуска.
На основании вышеуказанного примера можно сделать вывод, что поставленная задача, а именно достижение эффективного упрочнения независимо от режимов лазерной обработки в зоне оплавления и в зоне закалки из твердой фазы, достигнута.
Предлагаемое изобретение находится на стадии опытно-промышленных исследований и испытаний.
Claims (2)
1. Способ упрочнения разделительного штампа, включающий механическую обработку заготовок пуансона и матрицы с выполнением припуска на оплавление, объемную термическую обработку в виде объемной закалки и отпуска, лазерную обработку и чистовую механическую обработку оплавленных поверхностей, отличающийся тем, что после объемной закалки осуществляют низкотемпературный отпуск при температуре 180-200°С с выдержкой 45-60 мин, а после лазерной обработки осуществляют высокотемпературный отпуск при температуре 550-560°С с выдержкой на воздухе в течение 1 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что высокотемпературный отпуск осуществляют многократно, при этом кратность отпуска определяют достижением твердости упрочненного слоя равной 9500-10500 МПа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011107786/02A RU2452780C1 (ru) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Способ упрочнения разделительного штампа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011107786/02A RU2452780C1 (ru) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Способ упрочнения разделительного штампа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2452780C1 true RU2452780C1 (ru) | 2012-06-10 |
Family
ID=46680015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011107786/02A RU2452780C1 (ru) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Способ упрочнения разделительного штампа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2452780C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620656C1 (ru) * | 2016-02-24 | 2017-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали |
CN107201524A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-26 | 中信戴卡股份有限公司 | 旋轮表面激光强化加工成形方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4398966A (en) * | 1982-04-28 | 1983-08-16 | Huntington Alloys, Inc. | Corrosion of type 304 stainless steel by laser surface treatment |
RU2033435C1 (ru) * | 1992-03-26 | 1995-04-20 | Михаил Иванович Квасов | Способ упрочнения штампа |
RU2121004C1 (ru) * | 1996-10-04 | 1998-10-27 | Нижегородский государственный технический университет | Способ лазерно-термической обработки углеродистых сталей |
RU2194773C2 (ru) * | 2000-08-01 | 2002-12-20 | Институт физики металлов Уральского отделения РАН | Способ обработки стальных изделий |
RU2342445C1 (ru) * | 2007-03-26 | 2008-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Способ упрочнения разделительного штампа |
RU2347822C2 (ru) * | 2007-04-17 | 2009-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Способ упрочнения разделительного штампа |
-
2011
- 2011-02-28 RU RU2011107786/02A patent/RU2452780C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4398966A (en) * | 1982-04-28 | 1983-08-16 | Huntington Alloys, Inc. | Corrosion of type 304 stainless steel by laser surface treatment |
RU2033435C1 (ru) * | 1992-03-26 | 1995-04-20 | Михаил Иванович Квасов | Способ упрочнения штампа |
RU2121004C1 (ru) * | 1996-10-04 | 1998-10-27 | Нижегородский государственный технический университет | Способ лазерно-термической обработки углеродистых сталей |
RU2194773C2 (ru) * | 2000-08-01 | 2002-12-20 | Институт физики металлов Уральского отделения РАН | Способ обработки стальных изделий |
RU2342445C1 (ru) * | 2007-03-26 | 2008-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Способ упрочнения разделительного штампа |
RU2347822C2 (ru) * | 2007-04-17 | 2009-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Способ упрочнения разделительного штампа |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620656C1 (ru) * | 2016-02-24 | 2017-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали |
CN107201524A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-26 | 中信戴卡股份有限公司 | 旋轮表面激光强化加工成形方法 |
CN107201524B (zh) * | 2017-05-22 | 2023-08-29 | 中信戴卡股份有限公司 | 旋轮表面激光强化加工成形方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007084089A3 (en) | Method for delaying of cooling and hardening of desired zones of a sheet during a hot metal stamping process | |
CN104440009A (zh) | 一种铁皮切刀的制造方法 | |
CN102728708A (zh) | 一种超高强度钢板的冷-热复合冲压成形法 | |
EP2763804B1 (en) | A process for making forged and machined components | |
CN110343981A (zh) | 一种6061超平铝合金板的生产方法 | |
CN105525230A (zh) | 一种用高速钢W18Cr4Nb为材料的刀具制造方法 | |
CN103317319A (zh) | 材质为Cr12Mo1V1挖边剪的生产加工方法 | |
CN102010973A (zh) | 大直径重载齿轮渗碳淬火变形控制的简易方法 | |
US20150090378A1 (en) | Method of hot-shaping and hardening a sheet steel blank | |
CN108149154B (zh) | 高压电机用高强度转子轴锻件及热处理加工方法 | |
CN111545626B (zh) | 汽车用钣金部件深拉延冲压成型工艺 | |
CN103273283A (zh) | 一种工程机械驱动齿块的生产工艺 | |
RU2452780C1 (ru) | Способ упрочнения разделительного штампа | |
JP2000015379A (ja) | 高炭素鋼の鍛造方法 | |
CN102756177A (zh) | 一种复合消音金刚石锯片基体的制造方法 | |
CN105458136B (zh) | 一种斗齿的剖分式锻造方法及其模具 | |
RU2342445C1 (ru) | Способ упрочнения разделительного штампа | |
RU2483120C1 (ru) | Способ упрочнения наплавленной быстрорежущей стали | |
CN105522158A (zh) | 一种以Se-Sb-Zn-Mn系铝合金为材料的凸轮的粉末冶金成形制造方法 | |
CN104481409A (zh) | 一种岩石钻头的制造方法 | |
RU2539499C1 (ru) | Способ изготовления наплавленного режущего инструмента | |
CN111570606B (zh) | 兼具整体强度和冲裁面加工硬化的精冲模具及精冲方法 | |
CN103551827A (zh) | 一种车刀的制作方法 | |
CN103286529B (zh) | 链轮的加工方法 | |
Liu et al. | Hot deformation behavior of low carbon steel during compression at elevated temperature |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130301 |