Оренбургский государственный университет

Разработка оптимального химического состава и технологии упрочнения стали для производства штампов горячего деформирования

Соглашение № 20 от 31.07.2018.

Руководитель проекта — аспирант Аэрокосмического института Ромашков Е.В.

Объектом исследования являются штампы горячего деформирования.

Работа направлена на решение одной из острых проблем тяжелого машиностроения — повышение качества и экономичности производства крупногабаритного тяжелонагруженного инструмента.

Целью работы является оптимизация параметров технологического процесса термической обработки штамповой стали 70Х3Г2ФТР, обеспечения заданного уровня служебных характеристик штампового инструмента в сложных условиях нагружения и теплового воздействия.

Актуальность данной работы: потребность в комплексно-легированной стали инструментального класса для изготовления пресс-форм литья под давлением изделий из алюминиевых сплавов для нужд машиностроительной отрасли не уступающих по качеству существующим аналогам.

Основная научная новизна предлагаемых в проекте решений заключается в разработке и внедрении новой экономнолегированной инструментальной стали и режимов ее термического упрочнения для изготовления тяжелонагруженного износостойкого инструмента штампового оборудования. Области применения данного проекта являются машиностроительный предприятия и металлургические комбинаты РФ.

Предложена технология термической обработки стали 70Х3Г2ФТР, включающая сфероидизирующий отжиг при темпера¬туре 950 °С со ступенчатым подогревом, закалку с темпе¬ратуры 1 000 °C в масло и высокий отпуск при температуре 550 °С с охлаждением на воздухе, обеспечивающая наилучшее сочетание получаемых показателей прочности (σв = 1 610 МПа), твердости (56 HRC), пластичности (δ = 12 %, ψ = 43 %) и ударной вязкости (KCU = 535 кДж/м²) при комнатных и повышенных температурах.

Сравнительные испытания новой стали 70Х3Г2ФТР и применяемой в настоящее время штамповой стали 4Х5МФС показали, что новая марка стали по теплостойкости существенно лучше (значение «горячей» твердости выше в 1.2 … 2.3 раза), что обеспечивает повышение стойкости штампового инструмента на 10–15 % и дает возможность обоснованно рекомендовать ее для изготовления матриц и пуансонов машин литья под давлением.