×
10.10.2014
216.012.fcf0

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ ШТАМПОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения. Техническим результатом изобретения является обеспечение характеристик пластичности, вязкости, прочности материала литых штампов после упрочняющей термической обработки не ниже соответствующих характеристик инструмента, изготовленного из кованых заготовок. Способ изготовления литых штампов из теплостойких сталей повышенной вязкости типа 5ХНМ и 4Х5МФС используемых для работы при повышенных ударных нагрузках, включает в себя переплав отработанного инструмента одной марки стали, заливку расплавленного металла в форму, кристаллизацию и охлаждение отливки, предварительную термическую обработку, механическую обработку, закалку с последующим отпуском. Предварительную термическую обработку производят по режиму: нагревают на температуру Ас+(30-40)°C, выдерживают при этой температуре два часа, охлаждают со скоростью 25-30°C в час до Ar-(20-30)°C, выдерживают при этой температуре до 5 часов, охлаждают с печью до 500-550°C, окончательно охлаждают на воздухе, а температуру закалки не ограничивают нижним пределом. 1 пр.
Основные результаты: Способ изготовления литых штампов из теплостойких сталей повышенной вязкости, включающий переплав отходов отработанных инструментов одной марки стали, заливку расплавленного металла в форму, кристаллизацию и охлаждение отливки, предварительную термическую обработку, механическую обработку, закалку с последующим отпуском, отличающийся тем, что предварительную термическую обработку производят по режиму, при которм нагревают на температуру Ас+(30-40)°C, выдерживают при этой температуре два часа, охлаждают со скоростью 25-30°C в час до Ar-(20-30)°C, выдерживают при этой температуре до 5 часов, охлаждают с печью до 500-550°C и окончательно охлаждают на воздухе.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления литых штампов, полученных переплавом отходов отработанного инструмента из полутеплостойких и теплостойких сталей повышенной вязкости типа 5ХНМ и 4Х5МФС без ограничения области применения, в том числе для работы при повышенных ударных нагрузках.

Известен способ изготовления штампов отливкой с последующей термической обработкой (см. книга «Инструментальные стали», Ю.А. Геллер, Москва, «Металлургия», 1975 год, стр.325-326, 485), взятый за прототип.

Сущность способа заключается в следующем: получают заготовку штампа, например литьем в оболочковую форму, полученную заготовку подвергают предварительной термической обработке для улучшения литой структуры и обрабатываемости резанием, изготовляют штамп или вставку штампа с последующей упрочняющей термической обработкой, при этом температуру закалки выбирают по нижнему пределу, а отпуск выполняют на твердость 48-50 HRC.

Недостатки прототипа:

- изготовление заготовок штампов литьем предопределяет формирование в большей или меньшей степени, в зависимости от способа получения отливок, дендритообразной структуры, поэтому значения пластичности, а в особенности вязкости, пониженные, и, как следствие, штампы имеют низкую разгаростойкость и ограниченную область применения;

- выбор специальных сталей с меньшим содержанием углерода не решает в полной мере проблему расширения области использования штампов, поскольку и в этом случае при литье всегда формируется неоднородная, в том числе дендритообразная структура, характерная для литого состояния. Кроме того, пониженное содержание углерода предопределяет получение после упрочняющей термической обработки пониженных значений твердости и прочности штампов, что отрицательно влияет на их стойкость;

- предварительная термическая обработка, обозначенная в прототипе, в полной мере не исправляет литую структуру, поэтому характеристики пластичности и вязкости материала штампов после упрочняющей термической обработки будут пониженными по отношению к свойствам инструмента, изготовленного из кованых заготовок.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения материальных, энергетических и трудовых затрат при изготовлении литых штампов, в том числе за счет повышения их стойкости и расширения области применения.

Технический результат, получаемый при внедрении изобретения, заключается в обеспечении характеристик пластичности, вязкости, прочности материала литых штампов после упрочняющей термической обработки не ниже соответствующих характеристик инструмента, изготовленного из кованых заготовок.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения литых штампов из полутеплостойких и теплостойких сталей повышенной вязкости, включающем переплав отработанного инструмента одной марки стали, заливку расплавленного металла в форму, кристаллизацию и охлаждение отливки, предварительную термическую обработку, механическую обработку и закалку с последующим отпуском, новым является то, что предварительную термическую обработку производят по режиму: нагревают отливку на температуру Ас3+(30-40)°C, выдерживают при этой температуре 2 часа, охлаждают со скоростью (25-30)°C в час до Ar1-(20-30)°C, выдерживают при этой температуре до 5 часов, охлаждают с печью до 500-550°C, окончательно охлаждают на воздухе, а температуру закалки не ограничивают нижним пределом.

При изготовлении штампов из отливок сталей типа 5ХНМ, 4Х5 МФС независимо от способа литья при кристаллизации формируется неоднородная, в том числе дендритообразная структура. В случае присутствия литой структуры в готовом инструменте значения ударной вязкости существенно ниже значений ударной вязкости штампов, изготовленных из кованых заготовок. Поэтому применять штампы, изготовленные литьем и испытывающие при работе ударные нагрузки, например при горячей штамповке, не рекомендуется по причине большой вероятности получения катастрофического разрушения.

В этом случае главенствующая роль в обеспечении требуемых значений ударной вязкости отводится предварительной термической обработке. Целью предварительной термической обработки является не только снижение твердости отливок для улучшения механической обработки резанием, а главным образом для исправления литой структуры с тем, чтобы обеспечить после окончательной термической обработки требуемые значения ударной вязкости литых штампов.

Представленный в прототипе режим предварительной термической обработки не в полной мере исправляет литую структуру применительно к отливкам из сталей 5ХНМ, 4Х5МФС по следующим причинам: первичный длительный нагрев в течение 8-10 часов на 650-700°C при наличии дендритообразной структуры неэффективен, так как выбранный температурный диапазон ниже первой критической точки Ac1, поэтому активной диффузии легирующих элементов в отливках нет. Двукратный нагрев на 950°C с ускоренным охлаждением до 700°C также малоэффективен, поскольку процесс диффузии легирующих элементов напрямую зависит не только от температуры, но и от времени выдержки. Замедленное охлаждение с температуры 700°C до 200-250°C дает положительный эффект только в части предотвращения термических напряжений, но нерационален по причине увеличения времени процесса. Вполне достаточным в этом плане является замедленное охлаждение до 500-550°C, а затем на воздухе.

Предлагаемый режим предварительной термической обработки в полной мере исправляет структуру отливок штампов из сталей типа 5ХНМ и 4Х5МФС, и после упрочняющей термической обработки инструмент приобретает комплекс прочностных, пластических свойств и ударной вязкости не ниже, чем комплекс механических свойств штампов, изготовленных из кованых заготовок. Температура нагрева Ас3+(30-40)°C и выдержка при этой температуре два часа обеспечивает активную диффузию легирующих элементов в отливках инструмента. Увеличение времени выдержки сверх установленного приводит к укрупнению зерна в стали, а уменьшение времени выдержки снижает эффективность устранения литой структуры. Поскольку процесс диффузии не прекращается при охлаждении до т. Ar1, скорость охлаждения отливок установлена невысокая 25-30°C в час. Выдержка отливок штампов в течение до 5 часов при температуре Ar1-(20-30)°C завершает процесс γ-α превращения и коагуляцию карбидных фаз. Последующее охлаждение с печью до 500-550°C, а затем на воздухе не вызывает значительных термических напряжений.

Кроме того, нет никакой необходимости ограничивать интервал закалочных температур, поскольку структура стали подготовлена предложенной предварительной термической обработкой отливки штампа, не отличается от структуры кованых заготовок сталей 5ХНМ, 4Х5МФС.

Естественно, при этом расширяется область применения литых штампов и увеличивается стойкость инструмента из-за отсутствия направленного волокна в литых заготовках в сравнении с коваными.

Технические решения с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, неизвестны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Предлагаемый способ изготовления литых штампов реализуется следующим образом.

Получают заготовку штампа заливкой расплавленных отходов инструмента одной марки в форму. После кристаллизации отливки и ее охлаждения литую заготовку штампа подвергают предварительной термической обработке по режиму: нагревают на температуру Ас3+(30-40)°C, выдерживают при этой температуре два часа, охлаждают со скоростью 25-30°C в час до Ar1-(20-30)°C, выдерживают при этой температуре до 5 часов, охлаждают с печью до 500-550°C, окончательно охлаждают на воздухе. Производят механическую обработку литой заготовки штампа с последующей упрочняющей термической обработкой на требуемый комплекс свойств без ограничения температуры закалки.

Пример реализации способа.

В оболочковую форму или чугунный кокиль заливают расплав отработанного инструмента из стали 4Х5МФС. После кристаллизации и охлаждения литой заготовки штампа ее подвергают предварительной термической обработке по режиму: нагревают на температуру 900-910°C, потому как точка Ас3 для стали 4Х5МФС равна 870°C, выдерживают при этой температуре 2 часа, охлаждают со скоростью 25-30°C в час до 705-715°C, потому как точка Ar1 для стали 4Х5МФС равна 735°C, выдерживают при этой температуре до 5 часов, охлаждают с печью до 500-550°C, а окончательно охлаждают на воздухе.

После отжига литую заготовку механически обрабатывают. Затем штамп подвергают закалке с последующим отпуском на требуемый комплекс механических свойств и заданную твердость, при этом режим закалки не ограничивают нижним пределом.

Таким образом, внедрение предложенного способа изготовления литых штампов позволяет не только повысить стойкость, но и без ограничения расширяет их практическое применение, равно как инструмента, произведенного из кованых заготовок.

Способ изготовления литых штампов из теплостойких сталей повышенной вязкости, включающий переплав отходов отработанных инструментов одной марки стали, заливку расплавленного металла в форму, кристаллизацию и охлаждение отливки, предварительную термическую обработку, механическую обработку, закалку с последующим отпуском, отличающийся тем, что предварительную термическую обработку производят по режиму, при которм нагревают на температуру Ас+(30-40)°C, выдерживают при этой температуре два часа, охлаждают со скоростью 25-30°C в час до Ar-(20-30)°C, выдерживают при этой температуре до 5 часов, охлаждают с печью до 500-550°C и окончательно охлаждают на воздухе.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 312 items.
20.04.2014
№216.012.b8cd

Устройство для крепления и предварительной оценки параметров измерительного прибора

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для установки и предварительной оценки заявленных технических характеристик приборов для измерения угловой скорости и углового положения. Технический результат - создание с минимальными затратами устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513037
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b9fe

Глушитель звука выстрела

Изобретение относится к области вооружения. Глушитель звука выстрела содержит основание (4) для крепления на оружии и соединенные с ним с помощью продольных стержней (6) перегородки (5) с отверстиями (7) для пролета пули, вместе образующие сепаратор (1). Сепаратор снаружи закрыт кожухом (2). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513342
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd7a

Поводковый центр радиально-обжимной машины

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Полый поводковый центр предназначен для радиально-обжимной машины, которая используется для обжатия заготовки-трубы с внутренней технологической фаской на одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514246
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.c123

Устройство для измерения длины гибких длинномерных материалов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длины гибких длинномерных материалов типа ленточных проводов и других материалов плоского ленточного типа прямоугольного сечения толщиной 0,1…2 мм и шириной 4…25 мм, с максимальным наружным диаметром рулона 130 мм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515192
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.05.2014
№216.012.c4cc

Способ получения кольцевых заготовок деталей гибкой стальных труб

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления стальной замкнутой кольцевой камеры, заполненной углекислотой под большим давлением из труб, изготовленных из легированных сталей. Осуществляют отжиг трубы при закрытии одного ее конца герметично пробкой....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516139
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c789

Стрелковое оружие

Изобретение относится к области вооружения. Устройство содержит ствольную коробку (1) с механизмами, обеспечивающими работу автоматики пулемета, подвижный ствол (2). Ствол соединен со ствольной коробкой (1) направляющими (3), выполненными в виде паза (4) с боковыми поверхностями (5) и торцевыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516840
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.06.2014
№216.012.cc1f

Способ изготовления изделий типа "крышка", "дно"

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа «крышка» или «дно», например комплектующих маршевого и стартового двигателей малогабаритных снарядов. Из нагретой до температуры деформирования стальной заготовки посредством объемной штамповки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518026
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.ce03

Огнестрельное оружие с подвижным стволом

Изобретение относится к огнестрельному оружию, в частности к огнестрельному оружию с подвижным стволом. Огнестрельное оружие с подвижным стволом содержит ствольную коробку, муфту ствола, ствольную пружину, ствол, подвижно установленный в муфте ствола и ствольной коробке, и фрикционную муфту....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518510
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d17c

Способ получения упрочненных стальных изделий точных геометрических размеров

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для закалки изделий - прутков диаметром от 2 мм до 6 мм и длиной до 700 мм из нержавеющих сталей мартенситного класса, в том числе инструментальных с высокой устойчивостью аустенита. Для обеспечения требуемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519399
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.07.2014
№216.012.dd94

Поршневой узел машины литья под давлением

Изобретение относится к литейному производству. Поршневой узел содержит соединенные между собой поршень и шток, трубопровод, установленный с зазором в продольном канале штока, трубопровод, соединенный передним концом с полым хвостовиком диска, размещенного без зазора между торцами поршня и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522510
Дата охранного документа: 20.07.2014
Showing 61-70 of 208 items.
20.04.2014
№216.012.b8cd

Устройство для крепления и предварительной оценки параметров измерительного прибора

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для установки и предварительной оценки заявленных технических характеристик приборов для измерения угловой скорости и углового положения. Технический результат - создание с минимальными затратами устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513037
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b9fe

Глушитель звука выстрела

Изобретение относится к области вооружения. Глушитель звука выстрела содержит основание (4) для крепления на оружии и соединенные с ним с помощью продольных стержней (6) перегородки (5) с отверстиями (7) для пролета пули, вместе образующие сепаратор (1). Сепаратор снаружи закрыт кожухом (2). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513342
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd7a

Поводковый центр радиально-обжимной машины

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оружейных стволов калибра 5,45-30 мм. Полый поводковый центр предназначен для радиально-обжимной машины, которая используется для обжатия заготовки-трубы с внутренней технологической фаской на одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514246
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.c123

Устройство для измерения длины гибких длинномерных материалов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длины гибких длинномерных материалов типа ленточных проводов и других материалов плоского ленточного типа прямоугольного сечения толщиной 0,1…2 мм и шириной 4…25 мм, с максимальным наружным диаметром рулона 130 мм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515192
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.05.2014
№216.012.c4cc

Способ получения кольцевых заготовок деталей гибкой стальных труб

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления стальной замкнутой кольцевой камеры, заполненной углекислотой под большим давлением из труб, изготовленных из легированных сталей. Осуществляют отжиг трубы при закрытии одного ее конца герметично пробкой....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516139
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c789

Стрелковое оружие

Изобретение относится к области вооружения. Устройство содержит ствольную коробку (1) с механизмами, обеспечивающими работу автоматики пулемета, подвижный ствол (2). Ствол соединен со ствольной коробкой (1) направляющими (3), выполненными в виде паза (4) с боковыми поверхностями (5) и торцевыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516840
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.06.2014
№216.012.cc1f

Способ изготовления изделий типа "крышка", "дно"

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа «крышка» или «дно», например комплектующих маршевого и стартового двигателей малогабаритных снарядов. Из нагретой до температуры деформирования стальной заготовки посредством объемной штамповки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518026
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.ce03

Огнестрельное оружие с подвижным стволом

Изобретение относится к огнестрельному оружию, в частности к огнестрельному оружию с подвижным стволом. Огнестрельное оружие с подвижным стволом содержит ствольную коробку, муфту ствола, ствольную пружину, ствол, подвижно установленный в муфте ствола и ствольной коробке, и фрикционную муфту....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518510
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d17c

Способ получения упрочненных стальных изделий точных геометрических размеров

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для закалки изделий - прутков диаметром от 2 мм до 6 мм и длиной до 700 мм из нержавеющих сталей мартенситного класса, в том числе инструментальных с высокой устойчивостью аустенита. Для обеспечения требуемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519399
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.07.2014
№216.012.dd94

Поршневой узел машины литья под давлением

Изобретение относится к литейному производству. Поршневой узел содержит соединенные между собой поршень и шток, трубопровод, установленный с зазором в продольном канале штока, трубопровод, соединенный передним концом с полым хвостовиком диска, размещенного без зазора между торцами поршня и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522510
Дата охранного документа: 20.07.2014
+ добавить свой РИД