Плазменная обработка штамповой оснастки

Плазменная закалка на образце ВЧ60

В ходе работы рассмотрен материал ВЧ60. Для определения микроструктуры образцы был использован микроскоп Olympus мод. PMG-II. Для определения химического состава спектроанализатор QSN 750.

В ходе проверки были выявлены следующие результаты. Химический состав марки приведен в таблице 1.

Таблица 1

Состав ВЧ60

Результаты исследования микроструктуры показали следующее (таблица 2):

Таблица 2

Структура образца

Структура экспериментального чугуна представлена на рисунке 1.

а

б

Рис. 1. Структура ВЧ60: а – не травленный образец, ×100; б – травленный 2,5 мл. HNO₃+C₂H₅OH, ×100

Образец содержит меньше кремния, чем ГОСТовый образец, однако, все остальные показатели материала соответствуют требованиям. Микроструктура закаленного чугуна состоит из плохо травящегося слоя с включением шаровидного графита (рисунок 2).

Рис. 2. Микроструктура ВЧ60 после плазменной закалки ×100

Плазменная закалка заключается в нагреве участка со скоростью 103-104^оС/с до высоких температур. Затем идет охлаждение с большой скоростью, благодаря передачи тепла во внутренние слои. При этом идет формирование мелкодисперсной структуры с высокими свойствами на эксплуатацию. Линейная скорость плазменной дуги находилась в пределах 50-1000А; Расстояние от сопла плазмотрона до поверхности изделия 2–100 мм. Значения твёрдости может находиться в пределах 50-60 HRC.

В ходе экспериментальной части была проведена плазменная закалка образцов из ВЧ60. На рисунке 3 представлен образцы, полученные в ходе эксперимента.

Рис. 3. Плазменная закалка на экспериментальных деталях

После получения экспериментальных образцов, было принято решение провести испытания на соответствие твердости полученных деталей, требуемым деталям штампа. Измерения производились твердомером УЗИТ-3. Итоги исследования представлены в таблице 3.

Таблица 3

Итоги измерения твердости

В ходе экспериментов можно сказать, что данная обработка может быть использована для производства штамповой оснастки.

Преимущества плазменной закалки: Глубина больше, по сравнению с другими методами; Высокий КПД нагрева (до 85%); Не требуются дополнительные химические препараты и вещества; Не требуется специальная среда; Низкая стоимость, простота, малые габариты оборудования; Возможность применения автоматизированных процессов. Экономическая эффективность: Повышение износостойкости, снижение затрат на необходимость ремонта или производства запасных деталей; Снижение времени и средств из-за снижения сложности процесса; Уменьшение рабочего персонала.

Рецензент – Иванайский А. А.