2.2 Выбрать и обосновать выбор основных и вспомогательных материалов для изготовления изделия

Для изготовления изделия используется сплав СрМ925. Из-за высокого содержания серебра в сплаве и высоких механических свойств оно нашло широкое распространение во многих странах. Сплав пригоден для эмалирования и чернения. Наиболее широко сплав используется для изготовления ювелирных изделий и столовых принадлежностей. Температуры ликвидуса и солидуса этого сплава составляют 896 и 779^оС соответственно. Сплав СрМ925 выше температуры 760^оС представляет собой гомогенный твёрдый раствор меди в серебре. Однако обычная структура промышленных отливов состоит из первичного обогащенного серебром твёрдого раствора и небольшого количества эвтектики. При охлаждении отливки до комнатной температуры растворимость меди в серебре уменьшается, и выпадает вторичная фаза, представляющая собой обогащенный медью твердый раствор. Таким образом, обычная литая структура сплава состоит из вторичного твёрдого раствора на основе серебра, выпадающего из него твёрдого раствора на основе меди и эвтектики α + β.

Обработка давлением отжиг изменяют литую структуру сплава. Обработанный давлением сплав состоит из серебряной матрицы, в которой растворено небольшое количество меди и частиц меди, содержащих в растворе небольшое количество серебра. Сплав СрМ925 может упрочняться искусственным старением обычным способом, то есть нагревом до температуры 745^оС, закалкой в воду и старением при температуре 300^оС. Прочность сплава при этом повышается с 60 до 160 кг/мм². Однако, эта операция проводиться редко из-за склонности сплава к образованию крупнозернистой структуры.

В качестве декоративного покрытия рекомендуется использовать эмаль. Эмаль представляет собой легкоплавкое стекло сложного состава, предназначенное для наплавления на металл. Сложный состав эмали обеспечивает проч­ное сплавление с металлом изделия. По своему хи­мическому составу это — соли кремниевой кислоты, в которые в виде компонентов вводятся окислы свин­ца, кремния, калия, бария, натрия, трехокиси мы­шьяка, сурьмы и окислы красящих металлов.

Цвет эмалей может быть самым разнообразным, что достигается за счет введения в сплав необходи­мых для получения заданного цвета красителей. Выделяют эмали холодные и горячие, прозрачные и непрозрачные. Непрозрачность достигается при по­мощи введения в состав эмали оксида олова, мышья­ка, фосфорной кислоты. Наиболее часто ювелирами используются горячие эмали, которые наносятся на изделие с помощью обжига.

Эмали непрозрачные:

• фиолетовая (760-860°С),

• синяя (740-820°С),

• красная (740-800°С),

• розовая (760-820°С).

Припои: ПСр-70-I; t _пл.= 770-780⁰ C, 70%Ag, 30% Cu, ПСр-70-II; t _пл.= 745-765⁰ C, 70%Ag, 26,4%Cu, 3,6%Zn. Температура плавления припоя должна быть на 50 °С меньше, чем у основного металла

При монтировке изделия требуется борная кислота и бура для приготовления флюса. При вытяжке рекомендуется применять растворы для травления (HNO₃конц 500 г/л , HCl 500 г/л) и обезжиривания (натрий едкий 5- 10 г/л, сода 25 г/л, тринатрий фосфат 50 г/л).

2.5 Выбрать и обосновать марку инструментального материала для изготовления матрицы.

Рабочие детали штампов (матрицы и пуансона) подвергаются ударной нагрузке с сильной концентрацией напряжений на рабочих кромках или на рабочей поверхности. Поэтому к материалу пуансонов и матрицы предъявляются требования высокой или повышенной твердости и износоустойчивости при наличии достаточной вязкости.

Стали, применяемые для изготовления рабочих частей штампов холодной штамповки, делятся на следующие группы:

1. Углеродистые, инструментальные стали небольшой прокаливаемости (диаметр до 25 мм): У8А, У10А, У8,У10.

2. Легированные стали повышенной прокаливаемости (диаметр до 40 – 50 мм): Х(ШХ15), Х09(ШХ9), 9Х,9ХС, 9ХФ, ХВГ, 9ХВГ, ХГСВФ.

3. Высокохромистые стали высокой прокаливаемости (диаметр до 80 мм): высокой износоустойчивости, малодеформируемые при закалке : Х12Ф1, Х12Ф, Х12М, Х12, Х6ВФ, ХГ3СВФ.

4. Легированные стали повышенной вязкости (при твердости HRC 56 - 58): 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 5ХВ2С, 5ХВГ.

Для изготовления вытяжных матриц рекомендуется выбирать У10А, Х12, ВК8,модифицированный чугун, МСЧ32- 52. Высокохромистые стали обладают высокой прокаливаемостью и закаливаемостью, что позволяет использовать их для штампов больших сечений и применить закалку с умеренным охлаждением, что уменьшает деформацию изделия.

Высокохромитстые износоустойчивые стали имеют некоторые различия по механическим свойствам после закалки. Сталь Х12Ф1 несколько пластичнее сталей Х12Ф и Х12М. но сталь Х12М имеет несколько более высокую твердость и большую износоустойчивость. Сталь Х12 при высокой твердости обладает несколько меньшей вязкостью и применяется для штампов простой формы, которые работают без значительных ударных нагрузок, но от которых требуется повышенная износоустойчивость.

Для вытяжных штампов рекомендуется применять стали Х12, Х12Ф1 с азотированием поверхности при твердости наружного слоя HRC 68 – 69 и твердости закаленного подслоя HRC 58. Стали этой группы подвергаются закалке, с нагревом до высоких температур (Х12М, Х12Ф,Х12 : 1020 – 1040 С ; Х12Ф1 : 1070 – 1090 С) и низкому отпуску (150 – 170 С). Твердость HRC 61 – 63.

Согласно приведенным выше рекомендациям выбираем для изготовления матрицы сталь марки Х12.