ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава L t УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ ШТАМПОВ ГОРЯЧЕГО ОБЪЕМНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ из "Литые штампы для горячего объемного деформирования " Общим для работы инструмента различного назначения в процессе горячего объемного деформирования является цикличность температурносилового нагружения. При этом на величину максимальной температуры нагрева гравюры штампов и интенсивность нагрузки на них влияет множество факторов, связанных как с характером конкретного технологического процесса (масса, конфигурация и материал штампуемой детали температура предварительного подогрева штампов, тип смазки и периодичность ее нанесения и др.), так и с типом кузнечно-штамповочного оборудования, определяющего скоростные параметры штамповки, длительность контакта нагретой заготовки с гравюрой штампа до и после деформации. Не рассматривая специально влияние каждого фактора на температурносиловой режим работы инструмента, так как этому вопросу посвящены работы [23, 73, 99], отметим лишь значение максимальных температур нагрева поверхности гравюры и действующие на нее нагрузки (табл. 1.1), полученные при обобщении результатов работ [2, 3, 24, 37, 38, 40, 52, 58, 77]. [c.5] При штамповке труднодеформируемых сталей и сплавов (аустенитные, нержавеющие стали, титановые и жаропрочные сплавы) удельные нагрузки на инструмент значительно возрастают [73, 49]. [c.5] ЭИ-437Б и нагреты до температур, обычно принятых при горячей штамповке этих материалов. [c.6] Из данных, приведенных в табл. 1.2, следует, что усилие деформирования и удельные нагрузки на рабочую поверхность образцов-пуансонов при деформировании (на гидравлическом прессе) жаропрочного сплава ЭИ-437Б в шесть раз выше, чем при прессовании заготовок из углеродистой стали. Аустенитная сталь и титановый сплав занимают промежуточное положение. [c.6] Большие различия в температурно-силовых условиях эксплуатации инструмента обусловливают его различную стойкость (количество отштампованных деталей, удовлетворяюш.их определенным техническим требованиям) более того, стойкость даже при штамповке какой-либо конкретной детали может значительно колебаться. [c.6] Из работ [23, 60] следует, что отклонение стойкости инструмента от среднего значения доходит до 60 % в каждом процессе штамповки. [c.6] Основной причиной колебания стойкости инструмента относительно среднего значения по данным работы [92] является температура нагрева заготовок под штамповку, определяюш.ая в конечном итоге температурно-силовые условия эксплуатации штампов. [c.6] Из рис. 1.2, на котором показано распределение микротвердости в поверхностных участках штампов различного назначения, следует, что разупрочнение материала (максимальное у поверхности 1сонтакта) может распространяться на значительную глубину и тем самым, оказывать негативное влияние на работоспособность инструмента. Вид микроструктуры также свидетельствует о необратимых изменениях, произошедших в материале (рис. 1.3, см. вклейку) минимальным значениям микротвердости материала у поверхности контакта соответствует структура типа зернистого перлита, что свидетельствует о достаточно высоком разогреве этих участков в процессе эксплуатации. [c.7] Аналогичный характер изменения микротвердости материала штампов был обнаружен и при штамповке на ВСМ (рис. 1.5) в зависимости от температуры разогрева контактных участков наблюдается либо уменьшение начальной твердости (рис. 1.5, кривая / ), либо ее увеличение с последующим падением ниже исходных значений (рис. 1.5, кривая 2). При этом участкам материала штампов с повышенной микротвердостью соответствует структура мартенситного типа (рис. 1.5, а, см. вклейку), а участкам с минимальной твердостью — структура зернистого перлита (рис. 1.5, б, см. вклейку). [c.8] Упрочнение поверхностных участков материала штампов может быть еще более значительным (рис. 1.6) оно связано с образованием структуры типа белого слоя (рис. 1.7, см. вклейку). Как и в предыдущих случаях, характер изменения микротвердости по сечению штампа выражается кривой с двумя экстремальными точками, соответствующими максимальной микротвердости белого слоя (рис. 1.6 и 1.7, а) и минимальной микротвердости структуры зернистого перлита (рис. 1.6 и 1.7,6). [c.8] Структура белого слоя состоит из мартенсита, карбидов и наклепанного остаточного аустенита [68, 73]. [c.8] Таким образом, циклическое температурно-силовое воздействие на гравюру штампов приводит к значительному разупрочнению приконтактных участков материалу с образованием структуры типа зернистого перлита, а в ряде случаев (высокие температуры разогрева и значительные удельные усилия, приводящие к а у-превращению с последующим образованием структур типа мартенсита и белого слоя) к возникновению слоя повышенной твердости и расположенной за ним разупрочненной зоны. При этом образование слоя повышенной твердости, происходящее в каждом цикле штамповки при охлаждении поверхности инструмента ниже точки Мн, оказывает, по всей вероятности, отрицательное действие на работоспособность штампов [15, 94], способствуя развитию разгара и выкрашиванию участков штампа. Образование же участков с пониженной твердостью инициирует их смятие и усиленный износ. [c.8] Вернуться к основной статье