Северная Торговая Компания

Украина, г.Чернигов, пр-т Мира 74/1
м/т 067-64-63-882
т/ф 0462-65-15-44
e-mail: stk-electro@yandex.ru

Отделочные операции холодной штамповки

Компания СТК, осуществляя изготовление штампов для холодной штамповки, прибегает к некоторым вспомогательным и отделочным операциям штампованных деталей. К ним относятся: термическая обработка, травление, промывка, сушка, нанесение твердых и жидких смазок, галтовка, лакировка, полирование, эмалирование и некоторые другие.

Термическую обработку применяют для получения необходимой структуры и механических свойств обрабатываемого материала. Ее назначают перед штамповкой, если структура и механические свойства металла неблагоприятны для деформирования, для устранения наклепа металла после его деформирования, после окончания штамповки для придания металлу детали необходимой структуры и свойств.

Прежде чем начать термическую обработку, полуфабрикаты или заготовки скрупулезно освобождают от масла и других загрязнений, которые изрядно снижают качество поверхности металла, сгорая во время термообработки.

Термическая обработка – процесс нагрева металла до заданной температуры, выдержки при данной температуре и выстуживании с некоторой скоростью.

К основным операциям термообработки относятся отжиг, нормализация, закалка и отпуск. При отжиге сталь нагревается на 30-40оС выше линии GSE (рис.1),выдерживается при данной температуре и медленно охлаждается вместе с печью. Используют для достижения мелкозернистой структуры стали, для возобновления физико-механических характеристик после холодного деформирования, для снятия остаточных напряжений.

Помимо полного отжига, применяют неполный и низкий отжиг. Процесс неполного отжига заключается в нагреве стали до 750-760 оС с дальнейшим неспешным охлаждением. Благодаря этому снимаются остаточные напряжения, осуществляются незначительные структурные изменения, улучшается обрабатываемость стали.

При низком отжиге сталь нагревают до 650-680 оС, а потом медленно охлаждают. Это приводит к уменьшению остаточных напряжений и твердости стали.

закалка, отжиг, отпускПод нормализацией стали понимается нагрев металла на 30-50 оС выше линии GSE, выдержка при данной температуре и дальнейшем охлаждении на воздухе. Нормализация способствует восстановлению физико-химических свойств стали, устраняет наклеп и подготавливает структуру металла для окончательной термической обработки. Прочность и ударная вязкость нормализованной стали значительно выше, чем отожженной. Нормализированная сталь обладает большей прочностью и ударной вязкостью по сравнению с отожженной. Нормализация более производительный процесс, т.к. происходит намного быстрее. Поэтому целесообразно углеродистые стали подвергать нормализации вместо отжига.

При закалке сталь нагревают до температуры на 30-40 оС выше линии GSK и затем быстро охлаждают в воде или масле. Закалку используют для обретения высокой прочности, твердости и повышенной износостойкости деталей. Наиболее простой и распространенный способ закалки – закалка в одной охлаждающей среде, где детали находятся до полного охлаждения. Детали из углеродистой стали, как правило, охлаждают в воде, а из легированной – в масле. При закалке в двух средах детали сначала охлаждают в воде, а затем в масле. При струйчатой закалке охлаждение нагретых деталей производится струей воды. В этом случае не образуется паровая рубашка и обеспечивается глубокая прокаливаемость. Для закалки ударного инструмента, у которого твердость должна равномерно и постепенно понижается от рабочей части к сердцевине, применяют закалку с отпуском. Данный способ заключается в выдерживании деталей в охлаждающей среде не до полного охлаждения; в определенный момент процесс прекращают, чтобы сберечь в сердцевине заготовки тепло, требуемое для самоотпуска.

Отпуск (низкий, средний или высокий) применяют для снятия остаточных напряжений и получения устойчивой структуры, а следовательно, стабильных свойств металла после закалки.
Низкий отпуск – это нагрев стали до 150-200 оС с последующим охлаждением.
Средний отпуск назначают для деталей, которые должны иметь высокую твердость и хорошие упругие характеристики. Для среднего отпуска стальные детали нагревают до 350-450 оС.
Высокий отпуск (температура нагрева 500-650 оС) применяют для деталей, которые должны иметь достаточную прочность, высокую пластичность и вязкость. Закалку и последующий высокий отпуск называют улучшением.

После отпуска остаточные напряжения в закаленных деталях частично остаются. Они затем самопроизвольно снимаются при комнатной температуре в течение длительного времени. Такое естественное старение деталей сопровождается изменением их размеров и форм. Для предупреждения изменения размеров деталей в процессе эксплуатации их подвергают искусственному старению, которое заключается в нагреве до 100-150 оС и выдержке при этой температуре 18-35 ч. Твердость и структура закаленных деталей при старении практически не изменяются.

В процессе термической обработки могут возникать различного рода дефекты. Наиболее распространенными среди них являются: закалочные трещины, деформация и коробление деталей, окисление, обезуглероживание, перегрев, пережог, недогрев и др. Закалочные трещины (неисправимый брак) образуется, как правило, при слишком резком охлаждении или нагреве. Деформация и коробление деталей происходят из-за неравномерного нагрева и охлаждения металла. В зависимости от формы и размеров заготовок применяют определенные способы погружения их в закалочный бак, а также различные приспособления, обеспечивающие равномерность нагрева и охлаждения деталей.

Пламенный и электрический нагрев в печах обычно длителен и сопровождается окислением металла – появлением окалины на его поверхности – и обезуглероживанием его поверхностного слоя. Образование окалины вызывает потерю (угар) металла, достигающую 1,5-3,0 % и более от массы нагреваемого металла. При окислении искажается форма детали, поверхность ее под окалиной получается неровной. Удаляют окалину с поверхности деталей травлением или очисткой в дробеструйных установках.

Выгорание углерода с поверхности деталей – обезуглероживание – происходит при окислении стали и резко снижает прочностные свойства деталей. Для предупреждения угара металла и обезуглероживании применяют безокислительный нагрев, т.е. в нагревательных устройствах создают защитную среду из газовых смесей.

При перегреве стали – нагреве выше определенных температур – происходит быстрый рост зерен и окисление по их границам. Перегретая сталь имеет пониженные пластические свойства и более склонна к появлению трещин при закалке. Исправляют перегрев отжигом или нормализацией.

Пережог – (неисправимый брак) является результатом длительного нахождения металла в печи при высокой температуре. При этом окисляются, а иногда даже и оплавляются зерна по границам. Металл теряет пластичность и становится хрупким.

При недогреве металла при закалке до требуемой температуры детали получают с низкой твердостью. Исправляют недогрев отжигом и последующей закалкой.

Химико-термическая обработка. Для повышения поверхностной твердости стальных деталей, для увеличения их износостойкости и антикоррозионных свойств используют химико-термическую обработку: цементацию, азотирование, цианирование и др.

Цементацию – насыщение поверхностного слоя стали углеродом применяют для обработки углеродистых и легированных сталей с содержанием углерода до 0,2 %, а иногда и до 0,3%. Для цементации детали помещают в среду, легко отдающую углерод, - в порошок древесного угля, в соответствующую газовую среду и некоторые другие. Далее нагревая детали в этой среде до 850-950 оС, выдерживают несколько часов подряд, ограничивая доступ воздуха. Завершив цементацию - детали нормализуют и отпускают, что придает из поверхности необходимую твердость.

Азотирование – процесс, при котором поверхностный слой детали насыщается азотом и достигается высокая твердость. Осуществляют в специальных печах при температуре около 550 оС. В печь подают газ, аммиак. Разлагаясь, он выделяет атомарный азот, который, при вступлении в реакцию с металлом азотируемой детали, образует нитриды, обладающие высокой твердостью.

Цианирование - одновременное насыщение поверхности стальных деталей углеродом и азотом для получения после закалки высокой поверхностной твердости.

Галтовку применяют для удаления заусенцев, оставшихся после разделительных операций холодной штамповки, скругления острых кромок, очистки небольших деталей от следов ржавчины и окалины. Во время вращения барабана, заготовки и очищающая среда взаимно перемещаются относительно друг друга.

Для удаления с поверхностей заготовок и деталей масла и загрязнений перед штамповкой, перед термообработкой и после окончания штамповки применяют травление в слабых растворах. Для удаления с деталей солей, остатков травильных растворов, закалочного масла и т.п. применяют промывку в горячей воде или водных растворах щелочи.

Ультразвуковая очистка позволяет удалить загрязнения из труднодоступных полостей деталей.

Полирование применяют для придания поверхности детали малой шероховатости. В дальнейшем эти детали можно лакировать или покрывать металлами (хромировать, никелировать и т.д.). Электролитические покрытия (хромирование, никелирование и т.д.) используют чтобы уберечь детали от коррозии, а также в декоративных целях и выполняют процесс в специальных электролитических ваннах.

Дать понять о том, что вы хотите заказать изготовление штампа вы можете на электронной почте stk-electro@yandex.ru или по телефонам м/т 067-64-63-882, 095-408-41-39, т/ф 0462-65-15-44. Месторасположение вашей организации в Украине не имеет значения, мы отгрузим штампы холодной штамповки в любой город Украины (Павлоград, Кременчуг, Винница или др.).