Durificare elementelor active ale stantelor si matritelor prin electroscantei

Durificare elementelor active ale stantelor si matritelor prin electroscântei

Tehnologia de durificare cu electroscântei

În timpul utilizarii placile active si poansoanele stantelor si matritelor se uzeaza iar schimbarea lor duce la costuri ridicate, astfel se încearca cresterea durabilitatii lor prin electroscântei.

Realizarea acoperirii muchiilor active cu depuneri de materiale dure conduce la majorari semnificative ale duratei de folosire a elementelor active, cât si la îmbunatatirea calitatii deformarilor plastice la rece în sine.

Principiul metodei de durificare prin electroscântei este deosebit de accesibil în esenta bazându-se pe efectul de eroziune de natura electrica, în urma caruia apare un transfer controlat de material dinspre electrodul-scula (ES) înspre electrodul piesa (EP).

Astfel, sub influenta unui câmp electric datorat unui generator 737i84h de impulsuri comandate se creeaza posibilitatea aparitiei descarcarilor sub forma de microcanale de plasma.

În interstitiul de lucru ES-EP se va produce transferul materialului dur de aport spre suprafata elementelor active supuse durificarii.

Deplasarea ES pe suprafata placi active sau a poansonului va urma traiectoria conturului durificat, asigurându-se respectarea interstitiului de lucru necesar desfasurarii optime a procesului de formare a canalelor de plasma, cauzate de energia impulsurilor produse de descarcarile electrice dintre ES-EP.

Calitatea depunerii depinde esential de mentinerea unei distante constante si permanente între ES si EP.

Caracteristica acestei metode este faptul ca la formarea acoperirilor nu apar schimbari liniare sau de volum ale materialului supus durificarii. În figura 17 este prezentata principiul de lucru al metodei de durificare cu electroscântei.

Figura 17

Pentru a se putea realiza durificarea prin electroscântei trebuie îndeplinite urmatoarele conditii:

1. conductibilitatea piesei sa fie de 0,1. Cu cât conductibilitatea este mai ridicata pierderile de energie sunt mai mici.
2. Înainte de durificare scula trebuie supusa prelucrarii termice standard adica : calire + revenire.
3. Placa sau poansonul sa nu prezinte neunuiformitati sau defecte.
4. Suprafetele supuse durificarii trebuie sa fie degresate cu benzina sau alcool tehnic pur

Este de preferat ca durificarea sa fie facuta pe masini de durificat speciale iar avantajul este ca electrodul se roteste (400-4000) rot/min îmbunatatindu-se astfel simtitor calitatea acoperirii datorita eroziunii uniforme pe suprafata electrodului

Masinile de durificat sunt dotate cu lanturi cinematice pentru deplasarea electrodului pe toate cele tri directii, asigurându-se astfel o viteza de lucru constanta. La durificarea elementelor active ale stantei studiate trebuie sa se respecte urmatoarea succesiune tehnologica:

se determina suprafata care trebuie durificata

se alege tipul electrodului de prelucrat;

suprafata supusa durificarii se curata si se degreseaza;

se determina regimul de durificare si se regleaza masina pentru acest regim;

se executa durificarea si se face un control vizual al calitatii stratului depus ( cu lupa sau cu micrometru).

6.2 Stabilirea tipului de electrozi

Proprietatile si parametrii calitativi ai acoperirii depind în mare masura de compozitia, structura si geometria electrodului folosit.

La aplicarea acoperirii rezistenta la uzura ca material pentru electrozi se foloseste aliaje dure si bicarbide, sunt de asemenea realizati si din aliaje dure nestandardizate.

Electrozii se executa sub forma unor baghete cilindrice, cu diametru între 0,8-2 mm. Se utilizeaza pentru durificarea placii active electrod tip VK20.

Influenta parametrilor geometrici de lucru la durificarea prin electroscântei asupra rugozitatii, microduritatii si grosimea stratului depus

Realizarea unei depuneri corespunzatoare din punct de vedere calitativ trebuie sa tina seama de parametrii de regim care intervin în mod direct în procesul de durificare:

a - parametrii electrici:

- capacitatea bateriei de condensare C ()

- intensitatea curentului de lucru I ( A )

b - parametrii temporali

- durata impulsului Ti ()

c - parametrii tehnologici

- turatia electrodului n

- viteza de deplasare

Pentru placa activa realizata din OSC 8 se aleg tabelar regimul de durificare:

I = 3,2 A ; C = 0,22 ; Ti = 5 ; n = 2000 ; .

În functie de acesti parametri rezulta urmatoarele caracteristici ale placii active:

Rugozitatea finala dupa durificare:

Grosimea stratului depus:

Reconditionarea si durificarea elementelor active ale stantelor si matritelor folosind electrozi înveliti

1. electrozi înveliti ( El Cr2VS)

Caracterizare:

Electrozi bazici pentru încarcarea prin sudare, aliati prin învelis apartin grupei 2 de aliere; metalul depus are o structura martensito-feritica.

Caracteristici:

Compozitia chimica a metalului depus prin sudare

Duritatea metalului depus: min. 52 HRC începând cu stratul 2

Comportarea la sudare: specifica electrozilor cu învelis bazic; arcul este stabil, topirea se face în picaturi mari; zgura acopera bine sudura, se solidifica si se îndeparteaza usor.

Durabilitatea la uzare abraziva este redusa

Metalul depus este prelucrat numai prin slefuire si polizare.

Utilizare:

Acest tip de acoperire se utilizeaza pentru acoperirea pentru elementele active ale stantelor si matritelor realizate din oteluri moi.

Indicatii de sudare:

Electrozii sudeaza în toate pozitiile, exceptând pozitia verticala descendenta, utilizând curent continuu (pol pozitiv la electrod).

Înainte de utilizare, electrozii se vor usca în mod obligatoriu la 250-300 C timp de 2 ore.

Observatii:

Dupa acoperire placile active si poansoanele trebuie supuse recoacerii la temperatura de 750°C. Dupa prelucrare, se vor cali la 850-870°C în ulei si reveni la 450-550°C.

b.) electrozi înveliti ( El CrW2)

Caracterizare:

Sunt electrozi bazici de mare randament pentru încarcare prin sudare cu otel aliat Cr-W.

Caracteristici:

compozitia chimica a metalului depus prin sudare

durabilitatea metalului depus: 58-62 HRC

comportarea la sudare: specifica electrozilor bazici: topirea se face în picaturi mijloci, zgura se îndeparteaza usor.

Patrunderea medie la sudare ( electrozi Ř3,25 ): 2,0mm.

Randamentul efectiv: RE: 120%

Utilizare:

Acest tip de electrozi se recomanda pentru încarcarea prin sudare a partilor active a poansoanelor confectionate din otel OSC 8 ( S235 ) în vederea durificarii acestuia.

Indicatii de sudare:

Electrozii sudeaza în pozitie orizontala sau orizontala în jgheab, utilizând curent continuu ( pol pozitiv la electrod ), fara pendularea electrodului. Arcul se mentine cât mai scurt posibil iar electrodul se va orienta perpendicular pe suprafata de încarcat.

Înainte de utilizare, electrozii se usca în mod obligatoriu la 250-300°C timp de 2 ore.

Înainte de sudare, poansonul încalzit 450-500°C. în timpul încarcarii se va evita scaderea temperaturii sub cea de preîncalzire, iar poansonul proteja de curentii de aer, care ar putea determina fisurarea metalului depus. Piesa încarcata se va raci lent în nisip uscat.

În vederea eliminarii tensiunilor introduse în timpul sudarii, piesele încarcate se supun unui tratament termic de revenire la 200°C timp de 2 ore, urmat de o racire lenta în nisip.

c.) electrozi înveliti de tip El Cr7Mo1,5Nb

Sunt electrozi bazici pentru încarcarea prin sudare cu otel aliat cu Cr-Mo-Nb. Metalul depus are o structura de turnare formata din martensita si carburi complexe uniform distribuite.

Compozitia chimica a metalului depus prin sudare:

Metalul depus pe placa activa a stantei atinge duritatea nominala de 55 HRC începând cu stratul al doilea. Duritatea variaza nesemnificativ cu numarul de straturi.

Comportarea la sudare: specifica electrozilor cu învelis bazic, arcul este stabil, topirea se face în picaturi mari. Patrunderea medie la sudare (electrozi 4mm): 2,0 mm.

Electrozii sudeaza în pozitie orizontala cu arcul scurt, utilizând curent continuu (pol pozitiv la electrod). Înainte de utilizare, electrozii se usuca, în mod obligatoriu, la 250°-300°C timp de 2 ore.

Pentru poansoane si placi active realizate din oteluri greu sudabile, durificarea se face numai cu preîncalzire la minim 300 °C.

d.) electrozi înveliti El Cr13C

Acest tip de electrozi apartin grupei 10 de aliere. Datorita continutului ridicat de Cr si C, metalul depus pe elementele active ale stantei depus prin sudare are o structura ledeburitica.

Durificarea cu acest tip de electrozi se utilizeaza pentru tratarea elementelor active realizate din OSC 8. Duritatea materialului depus este de minim 60 HRC, înainte se face un tratament termic de normalizare si calire la 960°-980 °C. topirea materialului se face cu picaturi mari, iar materialul depus prezinta o buna comportare la uzarea foarte severa si rezistenta la coroziune.

Compozitia chimica a metalului depus prin sudare:

Electrozii sudeaza în toate pozitiile, exceptând pozitia verticala descendenta, utilizând curent continuu ( pol pozitiv la electrod).

si în acest caz electrozii se vor usca în mod obligatoriu la 250°-300°C timp de 2 ore. Tendinta de fisurare a metalului depus poate fi redusa la temperaturi de

600-700°C, detensionarea dupa încarcare sau depunerea unui strat tampon.

Deoarece, în general, cresterea dimensiunilor geometrice în urma durificarii cu electrozi înveliti reprezinta 5-15 pe latura ( 10-30 pe diametru) dimensiunile placii active si a poansonului se vor executa, înainte de durificare, corespunzator mai mici. Pentru a îmbunatatii duritatea superficiala si adâncimea stratului se poate efectua, înainte de durificare, o calire superficiala, la o adâncime ceva mai mare decât cea a stratului depus cu ajutorul electrozilor înveliti.