Способ термической обработки быстрорежущей стали

 

СПОСОБ ТЕР1УМЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ, включающий двойную закалку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повьшения прочностных свойств за счет получения полигональной субструктуры высоколегированного аустенита, первую закалку осуществляют от температуры на 20-35 С выше точки Ас,.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

WkWN

РЕСПУБЛИК

09) (И) р<д)) С 21 D 9/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч i (21) 3378914/22-02 (22) 06.01.82 (46) 30.04.84 Бюл. ¹ 16 (72) И.О.Хазанов, И.А.Ординарцев, Ю.П.Егоров и M.Ë.×åðíÿêîâ (71) Сестрорецкий инструментальный завод им.Воскова (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М., "Металлургия", 1975, с.427-434.

2. РЖ "Технология машиностроения", 1980, № 10, с.106-148.

3. Садовский В.Д. Структурная наследственность в стали. М., "Металлургия", 1973, с.172-189. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЪ|СТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ, включающий двойную закалку и отпуск, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств за счет получения полигональной субструктуры высоколегированного аустенита, первую закалку осуществляют от темО пературы на 20-35 С выше точки Ac .

1089152

Изобретение относится к машиностроению н может быть использовано при производстве различных видов инструментов из быстрорежущей стали.

Известен способ термической обра- 5 ботки инструмента из быстрорежущей стали, включающего закалку и отпуск(1).

Данный способ обеспечивает недостаточный уровень прочности и режущих свойств инструмента. !

О

Известен способ термической обработки быстрорежущей стали, включаюший двойную закалку и отпуск с проведением первой закалки с 8301000 С и промежуточного отпуска при

71?-798 С в течение 12 ч или первой закалки с 840-900 С с иэотермической выдержкой при 670-762 С в течение

4 ч в процессе охлаждения (2) .

Обработка по.данному способу сдер- 2О живает рост зерен при окончательной аустенитизации, но не обеспечивает получение полигонизованной субмикроскопической структуры в объеме исходных аустенитных зерен.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки быстрорежущей стали, включающий двойную закал- 30 ку и отпуск(3) .

Однако у такой дважды закаленной быстрорежущей стали без промежуточного ее отжига встречается брак, связанный с возникновением аномально крупных зерен аустенита, который сопровожда тся грубым, так называемым "нафталинистым" изломом. Этот вид излома приводит к резкому снижению ее прочностных свойств и является результа- 4О том фазового наклепа при повторной закалке неотожженной, предварительно закаленной стали.

В результате фазового наклепа в кристаллической решетке быстрорежу45 щей стали могут возникнуть напряжения, соответствующие напряжениям, возникающим при деформации стали с критической степенью, что приводят к образованию неоднородной структуры аустенита.

Структурная неоднородность такой дважды закалнной стали выражается в соседстве аномально крупных рекристаллизованных зерен аустенита с более мелкими зернами, в которых просматриваются субзеренные границы, являющиеся результатом незавершившейся полигонизации в стали.

Подобная структурная неоднородность также приводит к резкому ухудшению прочностных и режущих свойств инструмента.

Цель изобретения — повышение прочностных свойств стали за счет получения полигональной субструктуры высоколегированного аустенита.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки быстрорежущей стали, включающему двойную закалку и отпуск, первую закалку осуществляют от темР пературы на. 20-35 С выше точки Ас .

Верхняя граница температуры аустенитизации при первой закалке быстрорежущей стали, связанного с образованием аномально крупных рекристаллизованных зерен аустенита.

Нижняя граница температуры аустенита (выше точки Ас> íà 25 C) при первой закалке обусловлена, необходимостью получения аустенитной структуры в стали перед первой закалкой. В случае нагрева стали ниже температуры точки Ас и последующего ускоренного охлаждения закалка не произойдет, следовательно, фазовый наклеп при повторном нагреве стали отсутствует и полигонизованная аустенитная структура не образуется. Упрочнения стали при таких режимах двойного нагрева и охлаждения не произойдет.

При предварительной закалке о от температуры на 20-35 С вьппе точт ки Ас эа счет фазового наклепа со степенью деформации меньше критической для данной марки стали получается исходная субэеренная мелкокристаллическая структура. При этом при повторной закалке осуществляются полигониэация зерен аустенита, что приводит к образованию субзеренной структуры повьппенной прочности.

Полигональная аустенитная структура отличается от рекристаллизованной или обычной недеформированной наличием внутри исходных аустенитных зерен множества тонких субграниц, являющихся дополнительными барьерами для развития трещин при разрушении, вследствие чего получение однородной по всему объему полигональной субструктуры в инструменте, работающем в условиях динамического нагружения, повышает их прочность и надежность.

10891

Составитель P. Êëûêoâà

Редактор Е.Кривина Техред А.Кикемезей Корректор, А. Ильин

Заказ 2879/24 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наф., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример. Берут шлифованные образцы из стали Р6М5 дважды закаленные по различным режимам и отпущено ные 3 раза по 1 ч при 560 С. Изменяют температуру нагрева под первую за- 5 калку. Температура второй окончательной закалки постоянная и равна

1225 С. Нагрев под закалку производят в соляной ванне со скоростью

2-2,5 С/с. Точка Ас при этих условиях нагрева составляет 855-860 С.

Испытание на прочность производят на испытательной машине P-20 при статическом изгибе образцов размером

10х10х120 мм с приложением сосредото15 ченной нагрузки по середине длины образца.

Проведенные испытания показывают, что наибольший предел прочности при изгибе равный 468-27 кг/мм имеют образцы, обработанные по предлагаемому способу.

При выходе за указанные границы значения температуры аустенитизации первой закалки предел прочности на из- !

5 ,гиб снижается до 400 кг/мм. В рей зультате такой термообработки получается полностью подигональная субструктура без следов рекристаллизации. 30

Испытания сверл подтверждают их высокие режущие свойства. Сверла, 52 4 изготовленные по предпагаемому способу, имеют следующие свойства: твердость HRC 64-65, красностойкость

HRC 620 С > 58 (при балле зерна

10 5-11,0). По сравнению с прототипом предлагаемый способ обладает рядом преимуществ. Повышается прочность режущих кромок инструмента на

25.-307 благодаря наличию внтури аустенитных зерен стали множества тонких субграниц, являющихся дополнительными барьерами для развития трещин, появляется возможность увеличивать легированность аустенита благодаря высокой термической устойчивости полигональной субструктуры, и как следствие, повысить красностойкость стали. В результате предлагаемой термообработки получается полностью полигональная субструктура аустенита без следов рекристаллизации.

При использовании предлагаемого способа термического упрочнения быстрорежущей стали ожидаемый экономический эффект составляет 400 руб в год на

1000 сверл.

Предлагаемое решение может быть использовано при изготовлейии режущих инструментов методом вышлифввывания по целому, а также методом пластической деформации с одновременной закал кой в процессе изготовления.

Способ термической обработки быстрорежущей стали Способ термической обработки быстрорежущей стали Способ термической обработки быстрорежущей стали 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства мелкоразмерного режущего инструмента (диаметром до 3 мм) из быстрорежущей стали и позволяет повысить эксплуатационную стойкость изготавливаемого инструмента, снизить себестоимость и трудоемкость его изготовления

Изобретение относится к термообработке и может быть использовано при закалке деталей из углеродистых сталей сложной формы, например пуансонов, накатных роликов и др

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для упрочнения поверхностей деталей машин, режущего и штамповочного инструмента

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке сталей при изготовлении инструмента и деталей машин в машиностроении
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке деталей на гидропрессах

Изобретение относится к области металлургии и может быть применено при термической обработке деталей, от которых требуется высокая точность размеров, высокие механические свойства, надежность и долговечность

Изобретение относится к металлообрабатывающей, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности для повышения износостойкости режущих инструментов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке высокохромистых инструментальных сталей при изготовлении инструментов и деталей машин
Наверх