Самыми ответственными деталями штампа или пресс-формы являются их рабочие части-пуансоны и матрицы, образующие форму изделия. От материала, качества термической и механической обработки и, наконец, от конструкции этих частей зависит качество изделия и долговечность работы штампа или пресс-формы.
Штампы и пресс-формы в процессе эксплуатации испытывают огромные давления, а пресс-формы кроме давлений, доходящих до 500 кг/мм2, испытывают еще и постоянный нагрев до температуры более 200°. В результате штампы быстро изнашиваются, а пресс-формы, кроме того, подвергаются дополнительному химическому воздействию прессуемых компонентов и постепенно теряют свою твердость.
Материал
Одно из главных требований к рабочим частям штампов и пресс-форм — правильный выбор материала, идущего на их изготовление. Чем менее удачно подобран материал, тем ниже стойкость оснастки. Для массивных штампов сложной конфигурации, эксплуатируемых в тяжелых условиях, применяются высокоуглеродистые и высокохромистые стали. Среди таких сталей за последние годы наибольшее распространение получила сталь Х12Ф1. Эта сталь отличается высокой износоустойчивостью, высокой прокаливаемостью, малой деформацией при термической обработке с высокой красностойкостью.
Несложные штампы могут изготовляться из углеродистых инструментальных сталей У8А-У11А.
Для рабочих частей пресс-форм сложной конфигурации рекомендуются стали марок ХВГ, Х12Ф1, Х12Ф, 5ХНВ, дающие минимальные деформации при закалке. Рабочие части пресс-форм, подвергаемые цементации, выполняются из стали 12ХЗА.
Детали, образующие рабочие полости форм литья под давлением, требуют применения специальных жароупорных сталей, длительное время сохраняющих размеры и твердость формы в эксплуатации. Из жароупорных сталей чаще всего применяется сталь марки ЗХ2В8.
Стремление повысить относительно малую стойкость штампов, изготовленных из углеродистых и легированных сталей, привело к внедрению в производство таких материалов, как быстрорежущие стали и твердые сплавы. Однако область применения названных материалов довольно ограничена и несколько своеобразна.
Быстрорежущие стали в связи с их дороговизной применяются только для наплавки режущих кромок штампа. Электродами служит проволока марки Р18 со специальной обмазкой, в состав которой входят мел или мрамор, плавиковый штат, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, графит и жидкое стекло. Наплавка наносится на поверхность корпуса матрицы или пуансона, выполненных из стали 45 или 40Х. Наплавленные заготовки подвергаются отжигу, а после механической обработки — закалке.
Твердые сплавы также используются, главным образом, для наплавки. Наилучшие результаты дают сплавы типа стеллит или сталинит. Штампы, наплавленные такими сплавами, сразу получают высокую твердость и закалке не подвергаются.
Небольшие вырубные штампы могут изготовляться из пластифицированных заготовок вольфрамокобальтовых сплавов с последующим спеканием заготовки.
Шероховатость поверхностей
Чистота поверхностей штампов и пресс-форм, особенно поверхностей, непосредственно связанных с образованием формы детали, оказывает исключительное влияние на долговечность их работы Сказанное имеет значение для такой оснастки, как вытяжные штампы и пресс-формы. Наличие шероховатостей на рабочих поверхностях штампов резко сокращает их долговечность, увеличивает усилие вытяжки и приводит к образованию полос на стенках изделия.
Формующие поверхности пресс-форм подвергаются тщательному полированию до 10-11 класса чистоты. Низкое качество полирования способствует быстрому разъеданию поверхностей пресс- формы, приводит к образованию грубых рисок на поверхностях изделия и вызывает применение пресспорошка. Направление штрихов на поверхности пресс-формы или штампа должно соответствовать направлению течения обрабатываемого материала при прессовании.
