Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
440
400
и.
5: 360
«Л >> 320
5: 280
| 140
о 200
160
120
80
40
0
2/
200 400
600 800 1000 1200 Количество штамповок, шт.
Дополнительным подтверждением этому могут служить испытания на износ пуансонов из стали марки 5Х2НМФС и жаропрочного никелевого сплава ЭИ-437БУВД. При штамповке заготовок из сплава ЭИ-437БУВД потеря массы пуансонов из стали марки 5Х2НМФС после штамповки 100 заготовок составила 305 мг, в то время как износ пуансонов из сплава ЭИ-437БУВД после штамповки 200 заготовок составил 20 мг. Фотографии изношенных пуансонов приведены на рис. 1.17 (см. вклейку).
В данном случае продолжать сравнительные испытания этих двух материалов не имеет смысла и вывод о непригодности для этих условий работы штамповой стали может быть сделан на основе испытания 100—200 штамповок.
3. На основании сравнительных стойкостных испытаний инструмента, изготовленного из различных материалов и различными методами. Износостойкость оценивается либо косвенно по результатам испытаний опытных штампов, либо посредством обмера их гравюры или отштампованных деталей.
Однако недостатком такого рода испытаний помимо трудоемких измерений является нестабильность эксплуатационных условий, которые, как указывалось выше, вызывают значительные колебания в стойкости инструмента.
Пластическая деформация (смятие) элементов гравюры. Смятие гравюры штампа при прочих равных условиях будет зависеть от теплостойкости применяемой для его изготовления стали, т. е. от ее способности сохранять в эксплуатационных условиях близкую к первоначальной прочность (твердость) .
В настоящее время не существует какой-либо общепринятой методики определения сопротивления смятию Оси штамповых материалов и в основном о возможно большем или меньшем смятии гравюры штампа судят по теплостойкости стали; последняя характеризуется:
1) температурой, после нагрева и выдержки, при которой в течение 4 ч сталь сохраняет твердость 45—50 Н1?Сэ[11], 35—40 НИСЭ[49]; более предпочтительной является методика, приведенная в работе [49], которая в большей степени характеризует изменение начальных свойств материала; эта методика отличается простотой определения теплостойкости, но характеризует (как это следует из рис. 1.2) лишь начальный процесс разупрочнения приконтактных участков гравюры; кроме того, при использовании данной методики не представляется возможным оценить теплостойкость материалов,
15
имеющих невысокую начальную твердость, т. е. аустенитных сталей и большинства жаропрочных сплавов;
2) степенью изменения механических свойств (предела прочности, текучести при растяжении, предела текучести при сжатии, твердости) при температурах, соответствующих предполагаемым температурам нагрева инструмента при эксплуатации [16, 63]; однако в работе [49] отмечалось, что эти испытания отражают лишь начальный уровень свойств материала и не характеризуют их изменение при циклическом температурно-силовом воздействии (ЦТСВ);
3) значениями послециклических свойств (прочности, твердости) образцов, предварительно подвергнутых ЦТСВ [5, 19, 21, 29]; при этом предполагается, что чем выше уровень этих свойств, тем более теплоустойчив материал.
К недостаткам определения теплостойкости этими методами следует отнести необходимость изготовления достаточно сложных образцов, их последующего после ЦТСВ испытания и выполнения трудоемких измерений микротвердости. Кроме этого, все перечисленные методы определения теплостойкости позволяют лишь приближенно судить о большей или меньшей вероятности смятия того или иного материала в эксплуатационных условиях.
В связи с этим представляется оправданным в качестве критерия теплостойкости, характеризующего смятие, использовать уменьшение длины Д/, мм, рабочей части образца в результате ЦТСВ [18]. При этом можно полагать, что основные изменения свойств штамповых сталей происходят на ранней стадии эксплуатации, подтверждением чему являются результаты, приведенные в работе [2]; за базу испытаний можно ориентировочно принять 1000 циклов температурно-силового воздействия.
Для проведения подобного рода испытаний использовали разработанный. В. Ф. Коростелевым стенд, описание которого приведено в работах [21, 29]. Цилиндрические образцы с размерами рабочей части 5X8 (диаметр X длина) мм устанавливали вместо нагревателя между водоохлаждае-мыми плитами стенда и предварительно нагружали до возникновения в них напряжения сжатия в рабочей части, равного асж= 140 -f- 240 МПа. Величина предварительного нагружения зависела от максимальной температуры цикла и задаваемого максимального напряжения сжатия. Скорость электронагрева рабочей части образцов до задаваемых температур составляла приблизительно 8-102 °С/с, охлаждение до температуры приблизительно 150 °С происходило за счет стока тепла к водоохлаждаемым плитам со скоростью 55—60 °С/с. При достижении максимальной температуры цикла в центральных участках образца величина напряжений сжатияв них; также становилась, максимальной. Длительность одного цикла испытания составляла приблизи-, тельно 12 с.
