Найбільш широко використовуються різні способи термічної обробки при виготовленні штампового оснащення. Практично жоден штамп, для чого б він не призначався, що не виготовляється без застосування термічної обробки до тих чи інших його деталей.
Однак це зовсім не означає, що всі основні деталі штампа-пуансони і матриці - обов'язково повинні бути загартовані. Для вирубки невеликої партії виробів з м'якого листового металу (м'якої сталі, латуні, алюмінію) досить буде добре загартувати тільки одну матрицю, бо від її форми залежить контур вирубуваного вироби.
Пуансон можна робити трохи м'якше матриці, щоб при можливих люфт преса він не міг зіпсувати ( «зарубати») розжарену матрицю. Виправлення пуансонов тим легше, ніж на меншу глибину входить пуансон в матрицю, що залежить від товщини штампувало матеріалу.
При виготовленні штампа для обрубки гарячого металу пуансон і матрицю гартують однаково сильно.
При витяжці виробів, що не вимагають великої точності, наприклад посуду з латуні або алюмінію, можна як матрицю, так і пуансон не наражати загартуванню. У цих випадках для матриці беруть щільний чавун марки СЧ 22-44, а для пуансона не загартованою сталь У8А, У10А або хромистую Х8ХФ, ХВГ.
При протягуванні металів в гарячому вигляді, наприклад труб та профілів з латуні, міді, бронзи і алюмінію, для матриць і пуансонів беруть дуже тверду сталь і застосовують її в незагартованим вигляді. Іноді роблять матрицю із загартованого чавуну, а пуансон - з твердої сталі, яку гартують з великим відпусткою (до 400-500 ° С), щоб надати пуансону найбільшу пружність і стійкість.
Штампи для холодного карбування виробів з точними розмірами виготовляють зі зносостійкої сталі і дають їй сильну загартування, щоб під час роботи штампа пуансон і матриця не могли змінювати свої розміри і малюнок.
Чим більше штамп і чим складніше його профіль, тим більше небезпека отримати при загартуванню тріщини, викривлення і зміни в розмірах. Тому нагрівання таких штампів виробляють можливо повільніше і рівномірніше.
Всі отвори, які не повинні гартуватися, щільно замазують сумішшю глини з азбестом або щільно забивають мокрим азбестом для попередження тріщин і викривлення.
Нагрівання точних малогабаритних штампів часто ведуть в закритих сталевих коробках, наповнених дрібним деревним вугіллям, що оберігає поверхню штампів від шкідливої окалини і разом з тим дозволяє отримати більш рівномірний нагрів. Штампи кладуть в коробку на вугілля лицьовою стороною вниз.
При нагріванні великих штампів на поду полум'яної печі деталі штампу покривають шаром глини товщиною 20-30 мм. Перед загартуванням цей шар глини зчищають.
Відпустка необхідно проводити для всіх деталей штампів, з якою б стали вони ні виготовлялися. Величина відпустки різна, залежно від обраної стали і характеру роботи штампа.
Ті штампи, які можуть працювати в «сирому» вигляді і які тому не гартуються, слід все ж гартувати звичайним способом, але давати їм великий відпустку (до температури 400-500 ° С). Ця операція набагато підвищує пружність, в'язкість і зносостійкість пуансонів і матриць.
Охолодження деталей штампів виконують по-різному, в залежності від величини і форми штампа. Так, пуансони високі, тонкі занурюють у воду або масло в вертикальному положенні, т. Е. Вузьким ребром вниз; матриці товсті, а також круглі занурюють в горизонтальному положенні ріжучими краями вперед.
Чим складніше профіль штампа і чим твердіше взята для «його сталь, тим повільніше повинно бути занурення в рідину і тим тепліше вона повинна бути. Тому при складних формах матриць і високої твердості стали загартування потрібно вести у воді, підігрітої до 40-50 ° С, або в маслі, нагрітому до температури 60 ° С.
У круглих великих матриць з великими отворами розжарювати слід тільки робочу поверхню. Для цього застосовують бризгового загартування за допомогою трубки, що має на запаяному кінці дрібні отвори.
Прості пуансони і штемпелі після нагрівання під загартування охолоджують спочатку у воді, причому охолоджують не всю деталь, а тільки на 15-20 мм від леза по висоті, а як тільки лезо потемніє, переносять деталь з води в масло. Цей спосіб дає велику в'язкість серцевини і хвостовику пуансона і достатню твердість його робочої частини.
Щоб уберегти від частих поломок тонкі довгі пуансони, їх слід 'гартувати відразу на всю довжину, не залишаючи різкого переходу від загартованої робочої частини до незагартованим хвостовику. Потім хвостову частину для підвищення пружності пуансона відпускають шляхом нагрівання в піску, гарячому маслі або соляній ванні.
Охолодження довгих пуансонів (які легко можуть покоробитися), потрібно виробляти в вертикальному положенні і опускати в рідину можливо повільніше. Якщо є в пуансоні переходи від одного перерізу до другого, потрібно робити перед кожним новим перетином витримку (зупинку) не менше 1-2 с, в залежності від розміру пуансона. Цей прийом охороняє пуансони від викривлення і тріщин.
У коротких потужних Пуансон слід при загартуванню очікувати не викривлення, а тріщин. Для усунення цього пуансони перед загартуванням піддають відпалу при температурі 760-780 ° С, а нагрівання при загартуванню ведуть якомога рівномірніше і повільніше. Охолодження краще виробляти дрібними бризками води, за допомогою обприскувача. Після гарту необхідно провести відпустку в електропечі або піщаної ванні.
Штампи для гарячого штампування складної форми і великих розмірів, виготовлені зі спеціальних сталей, перед нагріванням під загартування попередньо підігрівають до температури 500-600 ° С. Охолоджують при загартуванню у воді або краще у водному розчині солей або лугів. Для попередження утворення тріщин відразу ж після гарту виробляють відпустку.
Матриці штампів, що працюють без значних ударних навантажень, але з підвищеним зносом (наприклад, витяжні), відпускають протягом 1-3 ч (відповідно до розміру штампа) при 150-160 ° С (HRC 62-63) або 175-185 ° С ( HRC 61-62).
Пуансони, що працюють з ударними навантаженнями, відпускають при 250-270 ° С (HRC 56-58), а пуансони з різкими переходами по перетину і тонкої кромкою, або призначені для обробки кольорових металів, відпускають при 275-325 ° С (HRC> 52 -56).
При виготовленні пуансонів і матриць зі сталі марок Х12 і Х12М раціональний технологічний процес термічної обробки складається з наступних операцій, що чергуються з механічною обробкою:
попередня механічна обробка;
перша попередня гарт в маслі при нагріванні до 1000 ° С;
перший попередній високий відпустку при температурі 630-660 ° С;
остаточна механічна обробка;
ступінчастий нагрів в камерній печі під загартування; спочатку нагрів до 600-650 ° С з витримкою до повного прогріву, потім нагрів до 1050-1100 ° С з витримкою при цій температурі з розрахунку 0,5 хв на кожен міліметр товщини деталі;
охолодження в маслі деталей великих і середніх штампів або на спокійному повітрі деталей дрібних штампів;
відпустку при температурі 450-550 ° С протягом 2-4 год;
шліфування та полірування.