 |
Реклама. ООО "ГК "ВЕЛУНД СТАЛЬ НН" ИНН 5262389270 Erid: 2SDnjeEQVCL
| |
Один из перспективных путей повышения комплекса механических свойств конструкционных сталей — использование различных видов термомеханической обработки (ТМО). Изготовление профилей проката с применением термического упрочнения позволило значительно повысить механические свойства сталей и снизить расход металла от 15 до 60%. Хуже обстоит дело с изготовлением термически упрочненных заготовок другими методами обработки металлов давлением. В связи с этим особого внимания заслуживают вопросы производства термоупрочняемых поковок различной конфигурации и массы, получаемых в огромных количествах горячей штамповкой на различном кузнечно-штамповочном оборудовании.
При термомеханической (вернее — термопластической) обработке происходит совмещение пластической деформации и термической обработки. В результате совместного воздействия этих операций изменяются структура и механические свойства деформируемых материалов. При этом технологический процесс изготовления термоупрочняемых поковок непрерывен, т. е. вслед за операцией формоизменения следуют фазовые превращения, и, наконец, решается важный экономический вопрос минимального расходования металла в связи с приближением формы и размеров поковок к форме и размерам готовых деталей, получаемых сразу же в упрочненном состоянии. Однако несмотря на прогрессивность технологии ТМО, обеспечивающей существенное повышение эксплуатационных свойств сталей и сплавов, она не получила должного распространения в промышленности.
В настоящее время из всех схем термомеханической обработки применяют высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО) и низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО).
При ВТМО стали подвергают деформации в области максимальной устойчивости аустенита выше температуры его рекристаллизации (выше точки Аr3) и немедленной закалке на мартенсит. ВТМО используют для получения более высоких прочностных свойств стали.
При НТМО стали подвергают деформации в области относительной устойчивости аустенита при температуре выше мартен-ситной точки, но ниже температуры рекристаллизации с последующей закалкой.
По сравнению с НТМО ВТМО более технологичный процесс, так как при ВТМО можно использовать тепло под ковку и штамповку, металл обладает меньшим сопротивлением, что позволяет проводить деформацию с большими степенями обжатия, при этом не нужны нагревательные установки для проведения изотермической выдержки и увеличения мощности штамповочного оборудования, стойкость штампов выше и соответствует обычным процессам штамповки, хотя эффект упрочнения при ВТМО несколько меньше, чем при НТМО.
Результаты термомеханического упрочнения зависят от схемы пластической деформации, химического состава стали, формы и размеров поковки, температуры нагрева стали под штамповку, температуры деформации при штамповке, степени деформации, времени подстуживания после штамповки перед закалкой, состава и температуры охлаждающей жидкости. Чтобы достичь наибольшего эффекта от применения ВТМО и НТМО, необходимо правильно выбирать оптимальные режимы штамповки, обеспечивающие наиболее высокий комплекс механических свойств стали.
Основные исследования процессов ТМО и разработки новой технологии горячей штамповки различных по конфигурации и массе поковок с применением ТМО на различном горячештамповочном оборудовании выполнены кафедрами ЛПИ им. М. И. Калинина «Машины и технология обработки металлов давлением» и «Металловедение и термическая обработка» при непосредственном участии и под руководством авторов совместно с ленинградским заводом «Красный Октябрь» и ПО «Кировский завод».
6.1. Термоупрочняющая штамповка поковок выдавливанием на кривошипных и электровинтовых прессах
Чтобы выбрать оптимальные режимы ТМО и определить ее влияние на структуру и механические свойства сталей, были проведены исследования при штамповке на КГШП различных по конфигурации и массе опытных поковок прямым, обратным и комбинированным выдавливанием с применением высокотемпературной термомеханической обработки. Исследования проводили при штамповке поковок из сталей 45, 45Х, 45ХН, 40ХС, широко применяемых для изготовления деталей трактора К-701, сталей 12Х2Н4А, 18Х2Н4ВА, 40ХН2МА, идущих на изготовление тяжелонагруженных деталей машин ответственного назначения, и жаропрочного сплава на никелевой основе ХН77ТЮРУ (ЭИ437БУ), предназначенного для изготовления дисков турбонасосных агрегатов.
При штамповке изучали влияние температуры нагрева заготовок под штамповку, температуры деформации, степени деформации и времени подстуживания после деформации перед закалкой на механические свойства и структуру металла деталей. Чтобы получить сравнительные результаты по механическим свойствам деталей, изготовленных с применением ВТМО и без ВТМО, проводили штамповку по принятому на заводе режиму с последующими закалкой и отпуском.
На основании результатов проведенных исследований при опытной штамповке различных поковок для каждой марки стали были установлены оптимальные режимы ВТМО и разработаны принципиально новая технология и конструкция штампов изготовления машиностроительных поковок с применением ТМО,
обеспечивающие при степени деформации до 75% получение более высоких свойств металла по сравнению со свойствами, получаемыми при обычной штамповке поковок и их последующей термической обработке по стандартной технологии (рис. 6.1).
Новая технология была применена при штамповке выдавливанием натурных (производственных) поковок для изготовления деталей трактора К-701: гайки, шестерни, стакана (рис. 6.2). В настоящее время для указанных деталей поковки получают в открытых штампах на молотах и фрикционных прессах с последующей горячей обрезкой облоя и дальнейшей термической обработкой. При этом 18—20% металла исходной заготовки уходит в облой и коэффициент использования металла 0,32—0,48.
Применение штамповки выдавливанием на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) позволяет исключить потери 
металла в облой, устранить операцию обрезки облоя и высвободить обрезные прессы. При этом коэффициент использования металла увеличивается до 0,38—0,58. Комбинирование процесса выдавливания и ТМО дает возможность использовать тепло ковочного нагрева для проведения термообработки.
Шестерню, гайку и стакан штамповали на КГШП усилием 25 МН в специально сконструированных и изготовленных для прямого и обратного выдавливания штампах. На рис. 6.3 приведена конструкция штампа для штамповки обратным выдавливанием поковки стакана с глухой полостью на КГШП усилием 25 МН. Заготовку нагревали в электропечи до температуры аустенизации.
Универсальный штамп для штамповки стакана с глухой полостью состоит из нижней 1 и верхней 4 обойм, в которых клином 8 крепятся матрица 10 и пуансонодержатель 5 вместе с пуансоном 9, упирающимся в опорную прокладку 7. Отштампованную поковку удаляют из полости матрицы выталкивателем 11 и толкателем 12, а из пуансона — съемником, который состоит из четырех специальных болтов 6, закрепленных в нижней обойме 1, регулируемых гаек, пружин 2 и съемника 3. На рис. 6.4 показана схема штамповки выдавливанием с применением ВТМО.
Механические свойства при прямом выдавливании гайки из стали 45 и шестерни из стали 45Х и обратном выдавливании стакана из стали 40ХС по режимам ВТМО и по заводской технологии приведены в табл. 6.1. Как видно из таблицы, прочностные характеристики (oв и o0,2) У сталей, подвергнутых ВТМО, существенно выше, чем у сталей, обработанных по заводской технологии. Предел прочности стали 45 (гайки) повысился на 7%, а предел текучести — на 8%. Довольно существенным оказалось влияние ВТМО при изготовлении стакана из стали 40ХС, предел прочности увеличился на 13%, а предел текучести на 20%. Наиболее высокие механические свойства получены при изготовлении шестерни из стали 45Х: предел прочности повысился на 18%, а предел текучести на 30%. Характеристики пластичности (б и ф) и ударной вязкости (ан) несколько снизились, но они не выходят за пределы технических условий и допустимых значений, установленных стандартом для исследуемых сталей. Отштампованные 
Реклама. ООО "СНАБСТАЛЬ" Erid: 2SDnjdFmBBV |
| 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ