Способ обработки трудообрабатываемых материалов

 

СПОСОВ ОБРАБОТКИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ резанием с предварительным иагревсм обрабатываемой детали, отличаюцийс я тем, что, с целью повышения стойкости режущего инструмента и улущцения шероховатости обрабатываемой поверхности, нагрев ведут до температур закалки с последующим охлаяздением в магнитном поле.

СОНИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК

3f5g В 23. 1 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ CBHQETEAbCTBY

ЮГС

4;ит (21) 3358011/25-08

° ° ° ° ° °

22) 27.11. 81

46) 15.08. 83. Бюл, и 30 (72) Г.A. Кулаков, T.Ï. Авдеева, Н.М. Толкачев, A.Ì. Смыслов и В.С. Мухин (53) 941.921.1(088.8) (56) 1. Авторское свндетельство СССР

В;421429 кл. В 23 В 1/00, 1974..

2. Авторское свидетельство СССР

В 703242, кл. В 23 В 1/00, 1979.

„„SU„„1034840 А (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТРУДНООБ»

PABATblBAEMblX МАТЕРИАЛОВ реэанием с предварительным нагревом обрабатываемой детали, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повывения стойкости режущего инструмента и улучшения шероховатости обрабатываемой поверхности, нагрев ведут до температур эакалки с последующим охлаждением в магнитном поле.

1 034840

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при обработке резанием труднообрабатываемых материалов, например титановых сплавов.

Известен способ механической обработки труднообрабатываемых материалов резанием, при котором интенси. фицируют процесс резания благодаря подогреву зоны резания электрической дугой под слоем флюса, содержащим 10 разупрочняющие элементы, такие как сера, фосфор и др. (1).

Однако нагрев, снижая вязкость снимаемого при резании слоя, вызывает,остаточную хрупкость из-эа леги- 15 рования поверхностного слоя материала, что отрицательно сказывается на его эксплуатационной характеристике, например усталостной прочности.

Известен способ обработки труднообрабатываемых материалов с подогревом плазменной дугой поверхности резания до температуры раэупрочнения обрабатываемого материала (2).

Недостаток способа заключается в том, что при нагреве обрабатываемой поверхности в процессе резания таких материалов как титановые сплавы типа ЕТ3-1 образовывается альфированный слой, что повышает усилие резания, снижает стойкость режущего инструмента, а также ухудшает шероховатость обрабатываемой поверхности.

Цель изобретения — повышение стойкости режущего инструмента и снижение . шероховатости обрабатываемой поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки труднообрабатываемых материалов ре- занием с предварительным нагревом 40 нагрев заготовки ведут до температуры закалки с последующим охлаждением в постоянном магнитном поле.

На фиг ° 1 представлен результат механических испытаний сплава ВТЗ-1 45 в зависимости от приложенной напряженности магнитного поля; на фиг. 2 то же, для сплава BT22 на фиг. 3 влияние закалки в магнитном поле при Н=6000 Э на механические свойства сплава ВТЗ-%. на фиг. 4 — механичес кие свойства, полученные после закалки без магнитного поля.

Предлагаемый способ осуществляется следукщим образом.

Заготовки иэ титанового сплава нагревают по всему объему до температуры закалки 840-900 + 10 C (для

ВТЗ-1). Время выдержки при температуре закалки подбирают исходя из максимального размера поперечного 60 сечения заготовки. Для использования сплава ВТЗ-1 в качестве высокопрочного материала закалку следует проводить в верхней температурной.области 880-900+ 10 С, а в качестве жаро- g5 прочного, где необходимо обеспечить не только жаропрочные характеристики, но и термическую стабильность, рекомендуется закалка при 840-880ОС.

Таким образом, нагрев под закалку по всему объему обеспечивает после проведения всего комплекса операций необходимые эксплуатационные свойства.

Охлаждение с температур закалки ведут в воду, при этом закалочный бак нахо," дится между полюсами магнитной установки, создающей постоянное магнитное поле напряженностью 4000-6000 Э.

Укаэанная напряженность магнитного поля выбрана экспериментально по результатам механических испытаний сплавов ВТЗ-1 и ВТ22 представленным на фиг. 1 и 2. Испытания механических свойств в интервале температур

20-900"С, обработанных таким образом образцов, показывают резкое снижение пластичности и прочности в области температур 700-800 С, соответствующих оптимальной в контактной зоне деталь — резец в процессе резания (фиг. 3 и 4). Известно, что с точки зрения обрабатываемости наиболее благоприятными формами структуры являются для (о p ) сплавов - преобладакщая eL фаза мелкоигольчатого строения. Количественный фазовый ана» лиз показывает, что после закалки в магнитном поле образуется около

60-65% с фазы, вместо 40% после закалки беэ магнитного поля.

После закалки в магнитном поле производится механическая обработка резанием. Способ применим для любой конфигурации деталей. Такая последо» вательность операций обработки спо-. собствует улучшению обрабатываемости титановых сплавов.

Пример. Проводят механическую обработку деталей из прутка Ф40 одной промышленной плавки материала

ВТЗ-1. Партию заготовок Ф 40 длиной

150 мм подвергают закалке с температуры 900 + 10 С, выдержке 1 ч, охлаждению в воду при напряженности магнитного поля 6000+200 Э. Вторую партию заготовок закаливают, соблюдая укаэанный режим, но без применения магнитного поля. Механическую обработку проводят на токариом станке модели 1К620 на режиме: скорость резания Ч м/мин — 50; продольная подача, S, мм/об — 0,20, глубина реза ния, t, мм — 0,5

Режущий инструмент оснащен твердым сплавом ВК8. Шероховатость обработанной поверхности замеряют на приборе "Калибр - 201 ВЭИ".

Для даталей с предварительной закалкой без магнитного поля шероховатость составляет В 40 (V4). На поверхности деталей наблюдается большое

1034840

4 количество задиров. Стойкость резцов составляет 8-9 мин при износе по эад" ней поверхности йз =0,3 мм. Шероховатость обработанных поверхностей по предлагаеМому способу (первая, партия заготовок) соответствует

2,5 (ю 6), задиры отсутствуют. Стой; кость резцов составляет 20-22 мин при износе % 0,3 ьм.

Обработка труднообрабатываемых ме таллов по предлагаемому способу nosволяет повысить стойкость режущего йнструмента, улучшить шероховатость обрабатываемой поверхности.

1034840

tI yý

12D

ОР

Редактор И. Киштулинец

Заказ 5719/11 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государстэенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

КГС 8, ки

Составитель A. шубин

Техред T.Ôàíòà Корректор В. Гирняк