Влияние электроискрового легирования
на стойкость холодноштамповочного инструмента
О.Г. ЛУКША, К.М. МАШКОУК, А.В. НАПАЛКОВ, С.А. АГАПОВ
Инструмент, применяемый для формообразования детали методами холодной объемной штамповки должен обладать физико-механическими свойствами, позволяющие работать при высоких, динамических ударных нагрузках и интенсивном пластическом трении. Повысить стойкость рабочих элементов инструментальной оснастки и продлить их срок службы можно двумя путями:
- за счет применения новых материалов с улучшенными физико-механическими и эксплутационными свойствами;
- за счет улучшения служебных характеристик инструментальной оснастки из традиционно применяемых сталей.
Эффективный способ улучшения служебных характеристик инструментальной оснастки из традиционно применяемых сталей является поверхностное упрочнение локальных рабочих участков. Для изготовления холодновысадочного инструмента с максимально эффективными, поверхностно упрочненными рабочими элементами требуется выполнение общих исходных положений.
Во-первых, выбранный материал и технология упрочнения должны обеспечивать необходимое качество изделия прежде всего по показателям надежности (в частности, по износостойкости) и успешную его работу в соответствующих условиях эксплуатации.
Во-вторых, необходимо учитывать материалоемкость изделия, стоимость материала и его технологичность, а также дефицитность материала и входящих в него (в частности в покрытия) компонентов.
В-третьих, при выборе материала и технологии упрочняющей обработки, соответствующих рабочих элементов инструментальной оснастки следует принимать во внимание вопросы экологической безопасности. Широко известны несколько эффективных методов поверхностного упрочнения высоконагруженных элементов штамповой оснастки:
- цементация;
- азотирование;
- нитроцементация (цианирование);
- хромирование;
- электроискровое легирование;
- индукционный метод нанесения покрытий на поверхность инструмента в струе аргоновой или азотной плазмы;
- детонационно-газовое напыление;
- ионное осаждение;
- лазерное упрочнение.
Один из эффективных способов поверхностного упрочнения рабочих элементов холодновысадочного инструмента является электроискровое легирование твердым сплавом.
В настоящей работе проведено сравнительное исследование стойкости пуансонов, упрочненных обычным (объемным) способом и с дополнительным нанесением слоя твердого сплава ВК8, ВК20 на рабочие элементы инструмента электроискровым легированием.
Дополнительную обработку поверхности рабочей части инструмента осуществляли с помощью установки UR-121 (прибор электроискрового легирования материалов) производства фирмы «ПЭЛМ» г. Подольск.
Испытания пуансонов с дополнительным нанесением слоя твердого сплава ВК8, ВК20 на рабочие элементы инструмента электроискровым легированием проводили при штамповке гаек М8, М10, М14 ГОСТ 5915-70 из материала по ГОСТ 10702-78. Исходные данные по штампуемым заготовкам приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Деталь
|
Марка материала
|
Исходная твердость заготовки
|
Перемещение инструмента в
деформируемом металле
|
|
Гайка М8-6Н.6
|
15 пс
|
НВ 143
|
8
|
|
Гайка М10-6Н.6
|
15
|
НВ 147
|
4
|
|
Гайка М14-6Н.6
|
20
|
НВ 176
|
5
|
Результаты сравнительных исследований стойкости пуансонов до и после электроискрового легирования приведены в таблице 2.
Таблица 2
|
Деталь
|
Функции пуансона
|
Диаметр рабочей части пуансона
|
Стойкость пуансонов
|
|
По чертежу
|
До обработки факт.
|
После обработки факт.
|
После эксплуатации обработанного
|
Без обработки
|
После обработки
|
|
Гайка М8
|
Пробивка отверстия
|
6,85-0,036
|
6,70
|
6,78
|
6,73
|
45977 шт.
|
45977 шт.
|
|
Гайка М10
|
Формовка IVпоз.
|
16,5-0,500
|
16,45
|
16,62
|
16,60
|
68627 шт.
|
102941 шт.
|
|
Гайка М14
|
Формовка IV поз.
|
21,6-0,100
|
21,57
|
21,70
|
21,65
|
47170 шт.
|
70755 шт.
|
На основании результатов проведенных испытаний можно сделать следующие выводы:
1.Применение электроискрового легирования для поверхностного упрочнения рабочих элементов холодноштамповочных пуансонов позволяет увеличить их стойкость и уменьшить интенсивность краевого износа в среднем на 50 % (по сравнению с инструментом без обработки);
2.Нанесение покрытия на пробивные пуансоны, работающие в условиях интенсивного пластического трения с большим перемещением в деформируемом металле, не оказывает существенного влияния на их износостойкость.
3.Экономически целесообразно применение метода электроискрового легирования рабочих элементов холодноштамповочных пуансонов при штамповки заготовок без значительных углублений и выступов и для повышения стойкости пуансонов предварительной формовки.
Список литературы
1.Зенкин Н.А. Выбор метода упрочнения поверхности элементов штампов. - Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением, 2001, №10, с. 30-33.
2.Мамедов З.Г., Тагиев Э.А., Каграманов И.К. Влияние поверхностного упрочнения на износостойкость рабочих деталей штампов холодного деформирования. - Кузнечно-штамповочное производство, 1980, №4, с. 21-22.
3.Хронусов В.С., Сиротенко Л.Д. Влияние электроискровой упрочняющей обработки на износ разделительных штампов. - Вестник машиностроения, 1987, №2, с. 53-55.
4.Маковей В.А., Бородий Ю.П. Влияние электроискрового легирования на износ режущих элементов штампов. - Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением, 2001, №9, с. 30-33.
|
