Способ изготовления инструмента

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА , преимущественно паяного с пластинами из твердого сплава, включающий заточку,вакуумную закалку путем нагрева до температуры закалки, вьщержку и охлаждение с регламентированной скоростью до 200°С и окончательную химико-термическую обработку в вакууме, отличающийс я тем, что, с целью повышения .износостойкости , твердости, прочности и жесткости инструмента, нагрев до. температуры закалки совмещают с пайкой , охлаждение до 200с производят со скоростью 45-65°С/с, заточку производят после закалки, а химико (Л термическую обработку осуществляют путем нитрооксидирования при 630680С .

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

«а

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1139759

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в автаюснамт с всаатвъст вт в т .ъ т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3497561/22-02 (22) 04.10.82 (46) 15.02 85. Бюл. iа 6 (72) А.НЛзрасов, Г.Л.Ткачевская и Б.П.Грохольский (53) 621.785.79 (088.8) (56) 1.Космачев И.Г. Карманный справочник технолога-инструментальщика.

И., "Машиностроение", 1969, с. 219.

2;Кармин В.П. и др. Контактнореактивная пайка твердого сплава в вакууме ленточными многокомпонентными припоями. — "Сварочное производство", 1975, II 10, с ° 33.

З.Авторское свидетельство СССР по заявке У 3491783/22-02, .кл. С 21 D 9/22, 1982.

4(51) С 21 0 9/22 С 21 D 1/74 (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА, преимущественно паяного с пластинами из твердого сплава, включающий заточку, вакуумную закалку путем нагрева до температуры закалки, выдержку и охлаждение с регламентированной скоростью до 200 С и окончательную химико-термическую обработку в вакууме, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения износостойкоети, твердости, прочности и жесткости инструмента, нагрев до температуры закалки совмещают с пайкой, охлаждение до 200 С производят со скоростью 45-65 С/с, заточку производят после закалки, а химикотермическую обработку осуществляют путем нитрооксидирования при 630680 С.

Ф 1139

Изобретение относится к изготовлению и обработке режущего инструмента с пластинами из твердого сплава,при- крепленными к корпусам-державкам методом пайки, а также к термической и химико-термической обработке твердосплавного паяного инструмента, в частности специального мелкого режущего инструмента, конструкционные особенности которого не позволяют

10 выдерживать стандартное соотношение толщины твердосплавной пластины и высоты стального корпуса под ней, принимаемое по стандарту равным

С = (О, 16-0, 20) Н.

Известен способ изготовления резцов с пластинами из твердого сплава, в котором после пайки проводят нагрев державки и пластины до температур закалки, затем проводят охлаждение в жидкости или расплаве, не погружая пластину в закалочную среду ° После закалки проводят отпуск напаянного инструмента в печах или электрошкафах при 200-250 С j 1).

Однако этот способ не позволяет получить высокопрочный с достаточной жесткостью державки режущий инструмент. Повторный нагрев пластины и припоя приводит к повышенному трещинообразованию при заточке, не исключает пластической деформации материала державки под пластиной и преждевременного выхода инструмента из строя.

Известен способ изготовления ин- З5 струмента с пластинами из твердого сплава, включающий пайку пластин в процессе вакуумного нагрева до 10001050 С с последующим охлаждением со скоростью 10-100 С/мин для уменьшения напряжений в спае и увеличения прочности корпусов из сталей

30 ХГСА или 651 (? j.

Недостатком указанного способа является невозможность получения твердости в пределах HRC1 = 35-40, вследствие чего не достигается йеобходимая жесткость державки. Кроме того, практически исключается возможность получения работоспособного 50 инструмента специальной формы и с малым сечением державки. В случае последующей химико-термической обработки происходит дальнейшее разупрочнение державки и ухудшение экс- 55 плуатационных характеристик.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления инстру759 2 мента из хромистой стали, включающий заточку, вакуумную закалку путем нагрева до температуры закалки, выдержку и охлаждение со скоростью

400-700 C/ìèí до 200-300 С, далее с произвольной скоростью и вакуумную нитроцементацию при температуре отпуска С3 3.

Применение. данного способа для паяного инструмента с пластинами из твердого сплава не обеспечивает высокой эксплуатационной стойкости.

Цель изобретения — повьппение износостойкости, твердости, прочности и жесткости инструмента °

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления инструмента, преимущественно паяного с пластинами из твердого сплава, включающему заточку, вакуумную закалку путем нагрева до температуры закалки, выдержку, охлаждение с регламентированной скоростью до 200 С и окончательную химикоо термическую обработку в вакууме, нагрев до температуры закалки совмешают с пайкой, охлаждение до 200 С производят со скоростью 45-65 С/с, заточку производят после закалки, а химико-термическую обработку осуществляют путем нитрооксидирования при 630-680 С.

Производственные испытания и обработка режимов проведены на серийном оборудовании — вакуумных печах

СШВЛ 1.2,5/25 и СГВ-2.3/15 для пайки и термической обработки в вакууме до 2 10 мм рт.ст. Нитрооксидирование проведено на вакуумной печи с "горячей" ретортой типа ШП-1 ВНЦ с автоматическим регулированием температуры и подачей жидкой смеси в рабочее пространство печи. В опытах применяли в качестве источника для образования нитрооксидирующей атмосферы смесь 55% триэтаноламина, 42% нашатырного спирта и 3% виннокислого аммония.

Пример 1. Резцы специальные расточные, для расточки отверстий в мелких деталях, диаметром державки 6 мм и длиной 90 мм изготовляли из стали 40ХСМФ. Пластину твердого сплава иэ ВК8 припаивали в вакууме медно-никелевым припоем ВПР-4 при

1120 С. Охлаждение после выдержки в течение 15 мин проводили со скоростью 45 /с в интервале 1050—

200 С, далее с печью до 20 С.

Составитель P.Клыкова

Редактор Т.Веселова Техред С.Мигунова Корректор С.Шекмар

Заказ 228/20 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная;4

3 11397

После чистовой заточки резцов алмазным кругом на станке модели

38642 нитрооксидирование при 630 С в течение 4 ч осуществляли в атмосфере, содержащей окись углерода, аммиак, азот, метан и двуокись углерода при остаточном давлении 0,0170 мм рт.ст.

Резцы имели после полного цикла обработки объемную твердость державки HRC = 39-41, диффузионный слой на державке глубиной 0,3 мм твердостью HV = 4900-5240 МПа, прочность при изгибе 6 = 2120— вн

2200 МПа. Соответствующие значения »5 прочностных характеристик по прототипу следующие: твердость объемная

HRC = 32-34, прочность при изгибе

1310 MIIA ° Износостойкость резцов при изготовлении втулок из ста- 7() ли 12Х18Н10Т составила 100-113 ч или вдвое выше, чем по прототипу.

При этом резцы, изготовленные методом высокочастотной пайки по известно»»у способу, выходили из строя че- 25 рез 20 ч вследствие выкрашивания пластины и деформации недостаточно жесткой державки на участке пайки.

Пример 2. Резцы подрезные для станка 16Б16А, с державкой О . 12 12 -120 мм, изготовленные из стали 4Х5МФС, паяли в вакууме медноникелевым припоем ВПР-7 при 1170 С.

Пластины твердого сплава ВК6М предварительно быпи обкатаны в абразивном бое для снятия окисного слоя.

После выдержки при температуре пайки в течение 15 мин охлаждение в интервале 1100-200 С вели со скоростью

65 /с. Заточку проводили на глубину

1,6-1,8 мм алмазным кругом, затем нитрооксидировали резцы при 680 С в вакууме при давлении 20-70 мм рт.ст. в течение 3 ч. Державки резцов имели повышенную в сравнении с прототипом жесткость и прочность, стрела прогиба составила 1,8 мм против 11,3 мм, прочность при изгибе была 6 „= 2450 МПа против 68,„=

-"1780 МПа по прототипу. Износостойкость твердосплавной пластины до образования ленточки 0,2 мм повысилась в 1,7 раза. Усилие статического разрушения,при испытании на изгиб

978 кгс против 633 кгс по прототипу.

Изменение условий охлаждения (скорость выше 65 /с) и нитрооксидирования (температура выше 680 С) привело к ухудшению эксплуатационных характеристик резцов вследствие снижения прочности державки, появлению дробления и в конечном счете к преждевременному разрушению по режущим кромкам.

Таким образом, предложенный способ изготовления и термической обработки позволяет изготовить специальный паянный режущий инструмент с пластинами из твердых сплавов, обладающий высокой износостойкостью, достаточной жесткостью державки.