Плазменная обработка штамповой оснастки
Авторы:
Лукьянова Мария Евгеньевна
Рубрика
Технические науки
Ключевые слова
Аннотация статьи
Текст статьи
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
|
Элемент |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Cu |
Mg |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Экспериментальное содержание |
3,125 |
2,02 |
0,34 |
0,031 |
0,009 |
0,04 |
0,06 |
0,24 |
0,027 |
|
Содержание по ГОСТ 7293-85 |
3,0-3,3 |
2,4-2,8 |
≤0,8 |
≤0,1 |
≤0,02 |
≤0,15 |
≤0,4 |
≤0,3 |
|
Результаты исследования микроструктуры показали следующее (таблица 2):
Таблица 2
Структура образца
|
Основа |
Карбид |
Феррит |
Графит |
|---|---|---|---|
|
Перлит – 80% |
В отдельных зонах до 1% |
20% |
Тип V, VI |
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 103-104оС/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
|
Деталь штампа |
Требуемая твердость HRC |
Полученная твердость HRC |
|---|---|---|
|
Матрица |
53-59 |
55 |
|
Пуансон |
53-59 |
57,3 |
|
Прижим |
53-59 |
55 |
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.
Список литературы
- Коротков В.А Поверхностная плазменная закалка / В.А.Коротков; М-во образования и науки РФ; ФГАОУ ВПО «УрФУ им. Первого Президента России Б.Н.Ельцина», Нижнеталил. Технол. Ин-т (фил.) – Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2012. – 64с.
Поделиться
Лукьянова М. Е. Плазменная обработка штамповой оснастки // Актуальные исследования. 2022. №33 (112). С. 14-16. URL: https://apni.ru/article/4496-plazmennaya-obrabotka-shtampovoj-osnastki
