В кузнечном производстве, поставляющем поковки предприятиям машиностроения, применяются различные инструменты для обработки металлов и сплавов в холодном и горячем состоянии. Качество и стойкость применяемых инструментов не только определяют эффективность кузнечного производства, но и влияют на себестоимость объектов машиностроения. В связи с этим задача улучшения качественных характеристик и увеличения за счет этого износостойкости инструментов кузнечного производства (ИКП) актуальна и явилась целью данной работы.
В процессе ее выполнения был проведен анализ условий эксплуатации рабочих поверхностей ИКП и известных методов повышения их износостойкости, предложены принципы комплексного изменения характеристик рабочей поверхности и поверхностного слоя инструмента, выбран электроискровой метод нанесения металлопокрытий для реализации предложенных принципов, отработана технология обработки ИКП с исследованиями качественных характеристик поверхностного слоя и рельефа поверхности при использовании традиционных и новых электродных материалов, осуществлено эффективное внедрение электроискрового метода обработки на ряде промышленных предприятий страны [1–3].
Из анализа условий эксплуатации кузнечного инструмента следует, что рабочие поверхности ИКП подвержены комплексному воздействию ряда факторов, способствующих разрушению: силовое и тепловое нагружение, относительное перемещение заготовки и инструмента, наличие твердой окалины и адгезионное взаимодействие материалов заготовки и инструмента (табл. 1).
При этом наиболее значительному силовому нагружению рабочие поверхности инструмента подвергаются при выполнении операций разделения заготовки или поковки в холодном состоянии. На режущей кромке пуансона при разделении толстолистовой стали Ст.3 (предел текучести σТ = 240 МПа) локальная нагрузка составляет r руд = 2880 МПа, но может достигать значения рмах = 4000 МПа [4]. Многократное силовое нагружение такого уровня является причиной смятия или выкрашивания элементов поверхности инструмента. При формообразовании давление возрастает по мере удаления от свободной поверхности облоя к центру ручья штампа, при этом наблюдается резкое повышение давления на закруглениях в местах перехода от стенок к горизонтальным участкам.