Файл: Повышение стойкости штампов для холодной штамповки обзор М. Е. Зубцов, доцент, канд. техн. наук Общество по распространению политических и научных знаний РСФСР [и др.].1960 - 4 Мб.pdf

Наплавка электродными сплавами. Электродные сплавы пред­ ставляют собой куски электродной проволоки из углеродистой (или из легированной) стали, обмазанные специальными легирую­ щими обмазками. Эти сплавы наплавляются электродуговой сваркой.

Для вырубных штампов весьма эффективным способом повы­ шения их стойкости оказалась наплавка рабочих частей штампа твердым сплавсм марки Т-540.

Рис. 43. Наплавка рабочих ча­

ски чистый— 15%. Твердость этого сплава после наплавки состав­ ляет /?с=30-ч-40, после отжига — /?с=24ч-32, после закалки и отпуска 7?с=54-ь60. Сплав Т-540 применяется для наплавки как при изготовлении новых, так и для восстановления изношенных ча­ стей штампа.

Корпус матрицы или пуансона наплавляемого штампа в этом случае может изготовляться из углеродистой стали марки Ст. били из низколегированной стали.'

64

На рис. 44 показана новая вырубная матрица с наплавлен­ ными рабочими элементами между выемкой в матрице и кониче­ ским медным стержнем, выполняющим роль внутренней формы. Размер наплавляемой рабочей кромки матрицы — 8X8 мм-

Технологический процесс наплавки ,вырубных матриц приво­ дится в литературе [3].

Рис. 45. Установка с внутренней и наружной формами для.наплавки изношенных матриц:

1—матрица; 2 — внутренняя форма-стержень; 3 — на­ ружная форма; 4—сплав Т-540.

Изношенную матрицу наплавляют в установке, состоящей из наружной и внутренней медных форм (рис. 45). Ширина и тол­ щина наплавляемого слоя 8—10 мм. Примерно такая же схема установки будет и для наплавки изношенного пуансона [3].

Наплавку изношенных штампов для листовой и объемной фор­ мовки некоторые заводы производят электродами со стержнями из стали Х12М. и Х12Ф1 с толстым защитнолегирующим покрытием, состав которого подбирается (расчетным путем) таким образом.

65

чтобы получить требуемый по химическому составу наплавленный

-слой [10].

12. Электроискровое упрочнение рабочих частей штампов

Приведенные выше способы имеют тот существенный недоста­ ток, что при работе штампа вследствие динамической нагрузки упрочненный слей часто скалывается или отслаивается. Многие из вышеприведенных способов технологически длительны, дороги и

-отличается простотой и малой трудоемкостью процесса и дает мо­ нолитный слой материала, прочно сцепленный с рабочими кром­ ками пуансона и матрицы штампа. Этот способ дает возможность упрочнять отдельные изнашивающиеся участки рабочих частей штампов.

Сущность этого способа состоит в том, что при искровом раз­ ряде в воздушной среде под действием выпрямленного пульсирую­ щего тока происходит полярный перенос материала электрода (анода) на деталь (катод). Этот перенесенный материал электрода легирует металл детали и, соединяясь химически с диссоциирован­ ным атомарным азотом воздуха, углеродом и материалом детали, образует диффузионный износоустойчивый упрочненный слой. При этом в слое возникают сложные химические соединения, высоко­ стойкие нитриды и карбонитриды, а также закалочные структуры [9], которые повышают твердость и износоустойчивость упрочняет мых поверхностей деталей.

Для упрочнения применяются рлектроды из металлокерамиче­ ских твердых сплавов титановольфрамовой группы — марок Т15К6 и Т30К4 и графитовые — марок ЭГ2 и ЭГ4 с зольностью не выше 1,8%. Твердосплавные электроды обеспечивают большую глубину упрочнения (0,06—0,09 мм и даже до 0,25 мм) [12, 38, 46] при чи­ стоте упрочненной поверхности порядка 6.-го класса, их следует применять для упрочнения штампов группы резки.

Графитовые электроды обеспечивают высокую чистоту поверх­ ности (снижение исходной чистоты поверхности происходит только на 1.—2 класса), но зато дают малую глубину упрочнения (0,02^—0,06 мм); их следует использовать для упрочнения вытяж­ ных и формовочных штампов [12, 38, 46].

Режим работы по упрочнению деталей штампов устанавли­ вается в зависимости от типа и размеров штампов. Для обеспече­ ния высокой стойкости упрочнение, как правило, следует произво­ дить двумя-тремя покрытиями [38, 46].

Стойкость штампов в зависимости от рода электрода и от при­ меняемого электрорежима упрочнения (а следовательно, и оттол-

-66

щины слоя) увеличивается в 1,5 —5,0 раз по сравнению с неупроч* ненной поверхностью [38, 46].

V.ТЕХНОЛОГИЯ, КАЧЕСТВО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СБОРКИ ШТАМПОВ

ИУСЛОВИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

талей штампов влияет на общую стойкость штампов.

Правильное назначение технологических операций и последова­ тельности переходов обработки и тщательное выполнение их пред­ определяет высокое качество штампа.

Так как в специальной литературе [12, 19, 32, 33] довольно под­ робно освещены вопросы изготовления и сборки штампов, то ниже' будут отмечены некоторые основные моменты технологии их изго­ товления, существенно влияющие на стойкость рабочих частей штампов.

Изготовление и сборка вырубных, штампов

Для вырубных штампов важным моментом, влияющим настойкость штампа, является правильное и равномерное распределениезазора по контуру. Последнее обеспечивается точностью уста-- новки пуансонов по отношению к матрице в пуансонодержателе- и в направляющих устройствах для пуансонов.

Положительно сказывается на точности установки пуансонов заливка их легкоплавким сплавом. На ленинградских заводах «Электрик» и «Электросила» им. С. М. Кирова [56] применяют сле­ дующие составы сплавов: 48% Bi; 32% Pb; 15% Sn; 5% Sb (тем­ пература плавления 95—100° С) или 52% Bi; 32% Pb; 16% Sn (температура плавления 95° С).

Рекомендуемая форма пуансонодержателя для заливки пока­ зана на рис. 46. Из-за низкой механической прочности сплава этот способ заливки применяется для вырубки материалов толщиной до 1 мм.

За рубежом находит также применение и заливка направляю­ щей плиты вокруг отверстия для пуансона цинковым сплавом Zamak Z — 430, следующего состава: 54,5% Zn; 29% Sb; 6% Си; 10,5% Pb [44]. Трудоемкость изготовления направляющих плит по­ этому способу снижается на 60%.

Антифрикционные свойства заливаемого сплава увеличивают срок службы штампов, в особенности при их работе на быстро­ ходных прессах. Изношенные .направляющие плиты могут бытьлегко отремонтированы путем повторной заливки.

67

Более дешевым способом закрепления пуансона является за­ ливка его эпоксидной пластмассой. В настоящее время освоен метод крепления пуансонов с помощью самотвердеющей пласт­ массы АСТ-Т (акрилат самотвердеющий технический), процесс заливки которого продолжается всего 10—15 минут [37].

На ленинградских заводах в последнее время успешно приме­ няется для закрепления пуансонов в держателе и направления их в плите — съемнике пакетных штампов быстротвердеющая пласти­ ческая масса «Стирокрил» (рис. 47).

Стирокрил хорошо работает на истирание. Качество работы штампов с направляющими плитами, залитыми стирокрилом, зна­ чительно повышается, так как зазор величиной в несколько микрон -обеспечивает плотное направление пуансона в плите и предотвра­ щает затяжку кромок отходов полосы. При штамповке деталей из

электротехнической стали толщиной 0,2—0,5 мм стойкость штампа составляла 120 000 штук [58].

У штампов с направляющими колонками точность работы их достигается тщательной взаимной пригонкой втулок и колонок, чему способствует одновременное растачивание отверстий под втулки и направляющие колонки.

Обычно крепление колонок и втулок в верхней и нижней пли­ тах производится путем запрессовки. На некоторых заводах (за­ вод «Электросила») в целях предохранения втулок от деформации при запрессовке вместо прессовой посадки применяют плотную по­

садку с креплением их к плите за фланец, что несколько упрощает и улучшает качество сборки блока.

Для уменьшения перекосов при сборке колонок и втулок прак­ тикуется посадка их не при обычной температуре, а с применением

68

плит производится без всякого усилия, а после нагрева их до нор­ мальной (комнатной) температуры получается надежная посадка при полном отсутствии перекосов.

Хорошее направление и чистоту поверхности сопрягаемых де­ талей дает притирка готового блока на прессе до 20—25 тыс. хо­ дов при обильной смазке.

На отечественных заводах приняты следующие нормы точности блоков штампов: зазоры между втулками и колонок — по сколь­ зящей посадке 2-го класса точности, а для небольших штампов и особо точных работ даже 1-го класса точности по ГОСТ; несоос-

направление штрихов от шли­ фовки, поперечная шлифовка ускоряет износ пуансона и снижает

его стойкость примерно на 15—25%. Большая стойкость дости­ гается в тех случаях, когда направление волокон и направление штрихов совпадают с направлением штамповки. Переход от рабо­ чей части пуансона к его основанию должен быть плавным, под­ резание в этом месте пуансона приводит к образованию микротре­ щин в нем и к последующему его износу.

Вырезку рабочих отверстий в матрице также следует произво­ дить с учетом направления проката. Особенно это необходимо со­ блюдать для матриц со сложным контуром вырубки, имеющим длинные и узкие выступающие части; последние должны распола­ гаться в направлении проката. Вообще, как правило, более длин­ ная или более ослабленная проходным отверстием сторона заго­ товки матрицы должна быть расположена по направлению про­ ката. Отверстия в матрице следует разделывать совместно с от­ верстиями в направляющей плите-съемнике и пуансонодержателе.

69