способ упрочнения прессового инструмента

Формула изобретения

1. Способ упрочнения прессового инструмента, включающий нанесение покрытия и имплантацию положительных ионов азота или углерода, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия поверхность инструмента подвергают полировке и наклепу, а в качестве покрытия наносят слой одного из благородных металлов, выбранных из ряда рутений, родий, палладий, толщиной, меньшей глубины проникновения ионов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наклеп проводят выглаживанием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на производстве для упрочнения стального прессового инструмента.

В качестве прототипа принят патент ГДР N 214393, кл. С 23 С 17/00, 1984. Указанным патентом защищен способ улучшения устойчивости к износу инструментов из металла и твердого сплава. В соответствии с ним поверхность детали покрывают боридами, карбидами и/или нитридами тяжелых металлов, после чего проводят имплантацию ионов неметаллов (B⁺, C⁺, N⁺), причем энергию ионов выбирают такой, чтобы их средняя проектируемая дальность была бы равна толщине наносимого слоя.

Известный способ не полностью использует возможный ресурс повышения износостойкости.

Для повышения стойкости прессового инструмента по предложенному решению перед нанесением покрытия поверхность инструмента подвергают полировке и наклепу, а в качестве покрытия наносят слой одного из благородных металлов, выбранных из ряда рутений, родий, палладий, толщиной меньшей глубины проникновения ионов. Кроме того, наклеп проводят выглаживанием.

Чистовая полировальная обработка перед нанесением покрытия обеспечивает минимальную шероховатость поверхностного слоя, наклеп поверхностного слоя выглаживанием после чистовой полировальной обработки измельчает структуру поверхностного слоя, обеспечивает равномерность его структурно-фазового состава, повышает твердость, создает остаточные сжимающие напряжения, т.е. комплексно обеспечивает оптимальные характеристики подложки, нанесение слоя одного из благородных металлов: рутения, родия, палладия толщиной, меньшей глубины проникновения ионов N⁺, C⁺, повышая износостойкостные характеристики поверхности, одновременно повышает прочностные характеристики подложки и увеличивает прочность сцепления слоя одного из металлов: рутения, родия, палладия с подложкой.

Пример реализации способа.

Рабочие плоские поверхности твердосплавной секторной вставки ВК ВК20-К гаечной матрицы IV операции для высадки гаек М10 перед нанесением покрытия затачивают алмазным кругом АС125/100 М1, 100%-ной концентрации при режиме: V_кр=25 м/с, V_дет=4 м/мин, S=0,5 мм/дв.ход, t=0,03 мм/дв.ход. Затем упрочняют поверхность наклепом пластическим деформированием выглаживанием алмазным выглаживателем с R=2 мм на координатно-расточном станке мод. 2Д50 по жесткой схеме. Режим выглаживания: скорость вращения выглаживателя n=1000 об/мин, продольная подача S= 60 мм/мин, глубина выглаживания t=0,01 мм, шаг выглаживания h=0,1 мм. После этого наносят слой одного из металлов родия, толщиной, меньшей глубины проникновения ионов N⁺, C⁺. Рабочие поверхности секторных твердосплавных вставок после очистки спиртом смачивают раствором ацидкомплексов родия концентрацией 50 мг/мл последовательно 2-3 раза с высушиванием раствора. Затем вставки прокаливают в восстановительной атмосфере при 400-500^oС до полного разложения соли в течение 15-25 мин. Затем проводят упрочнение ионной имплантацией потоком ионов азота при дозе облучения 210¹⁷ ион/см², энергии ионов 40 кэВ, плотности тока 30 мкА/см².