способ упрочнения прессового инструмента

Формула изобретения

1. Способ упрочнения прессового инструмента, включающий нанесение покрытия и имплантацию положительных ионов азота, или углерода, или бора, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия поверхность инструмента подвергают полировке и наклепу, а в качестве покрытия наносят слой окислов родия 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. C 23 C 17/00, 1984. Указанным патентом защищен способ улучшения устойчивости к износу инструментов из металла или 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 инструмента.

Для повышения размерной стойкости прессового инструмента по предложенному решению перед нанесением покрытия поверхность инструмента подвергают полировке и наклепу, а в качестве покрытия наносят слой окислов родия 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 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 окислов родия толщиной, меньшей глубины проникновения ионов N⁺, повышая износостойкие характеристики поверхности, одновременно повышает прочностные характеристики подложки и увеличивает прочность сцепления слоя окислов родия с подложкой.

Пример изготовления инструмента по предложенному способу.

Поверхность пробивных пуансонов из стали Р6М5 с HRC60-62 в зоне рабочего цилиндрического пояска и торцовую конусную поверхность пуансона упрочняют чистовой обработкой полируют на токарном станке алмазной пастой АСМ14/7 деревянным (например, из кизилового дерева) доводником при n 800 об/мин. Затем выполняют наклеп этих поверхностей пластической деформацией выглаживанием на токарном станке выглаживателем из искусственного алмаза АСПК (R=2,5 мм) на режиме: V=20 м/мин, S=0,05 мм/об, t=до 0,01 мм. После этого наносят слой окисла родия толщиной, меньшей глубины проникновения ионов N⁺. Рабочую поверхность пробивного пуансона после очистки спиртом смачивают раствором ацидокомплексов родия концентрацией 50 мг/мл последовательно 2-3 раза с высушиванием раствора. Затем пуансон прокаливают при 450^oC до полного разложения соли в течение 15-25 мин. Проводят упрочнение ионной имплантацией потоком ионов азота при дозе облучения 210¹⁷ ион/см², энергии ионов 40 кэВ, плотности тока 30 мкА/см².