7.2.2. Напыление матриц для горячего прессования тугоплавких металлов
Прессование через матрицу молибдена, ниобия, вольфрама и их сплавов – сравнительно новый метод обработки, основной проблемой которого является стойкость матриц. Матрица из инструментальной стали без покрытия за одно прессование при температуре 1320оС изнашивается до такой степени, что её уже невозможно починить.
Рис. 7.2. Износостойкость (число циклов N до износа на 2,5 мкм) калибров-пробок, изготовленных тремя способами: А – закалённые калибры из быстрорежущей стали; Б – калибры, изготовленные из карбида вольфрама методом порошковой металлургии; В – калибры, упрочнённые напылением
При прессовании на участке контакта изделия с матрицей при высоких температурах и давлении на поверхности изделия образуется слой материала (сплав между металлом изделия и матрицы), отличающийся от остального металла изделия по составу и свойствам.
Кроме того, в процессе прессования происходит непрерывное повреждение матрицы, в результате чего значительно изменяется диаметр и форма поперечного сечения прессуемого изделия по длине.
Конические матрицы (90о) из штамповой стали твёрдостью HRC 40…44 упрочняют путём напыления на их поверхность оксида алюминия или диоксида циркония с образованием покрытия толщиной 0,5…1,0 мм. Матрицы с покрытием из оксида алюминия показывают хорошие результаты при температуре до 1650оС, но при температуре выше 1760оС они интенсивно изнашиваются и быстро выходят из строя. Матрицы с покрытием из диоксида циркония успешно работают при температуре до 2370оС. Применение керамических покрытий требует снижения давления прессования. В настоящее время используют матрицы с покрытием из диоксида циркония. Срок их службы в 5…10 раз превышает срок службы аналогичного инструмента без покрытия.
Перед напылением поверхность матриц обрабатывают для придания ей шероховатости, в частности путём нарезания концентрических канавок глубиной 0,25…0,38 мм с шагом ~1 мм.
Для восстановления повреждённых из-за износа матриц применяют как газопламенный, так и плазменный метод нанесения керамических покрытий.
7.2.3. Напыление пуансонов и направляющих роликов
Для изготовления пуансонов, причина быстрого износа которых связана со схватыванием обрабатываемого металла изделия с поверхностью пуансона, применяют различные способы упрочнения и материалы, в частности, напыление молибденом. Это даёт увеличение срока службы пуансонов до 30000…40000 штамповок.
На коническую поверхность направляющих роликов, используемых в прокатном оборудовании для переворачивания стальных слябов, напыляют самофлюсующийся никелевый сплав колмоной № 6 толщиной ~1 мм. После напыления покрытие оплавляют.
Покрытия из никелевых самофлюсующихся сплавов наносят также на тяговые шайбы волочильных машин и фланцы транспортных роликов. Оплавление покрытия на этих изделиях осуществляют путём равномерного их нагрева в печах.
8. УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ (ППД). ФОРМИРОВАНИЕ УПРОЧНЁННОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ ППД. ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СВЯЗЬ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ С ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЕТАЛЕЙ