Режущий элемент и способ его изготовления

 

1. Режущий элемент, например, в виде цилиндрического столбика, содержащий основу, вьшолненную из режущего материала, и наружный слой из альфированного нитрида титана с микротвердостью 20-23 ГПа, о тличающийся тем, что, с целью снижения стоимости изготовления , основа вьгаолнена из титанового сплава ВТ5, ВТ15 с микротвердостью 3,5-5,5 ГПа и пределом прочности 0,9-1,9 Ша. 2. Способ изготовления режущего элемента, -по которому выбирают заготовку режущего элемента и .термообрабатывают ее, отличающийся тем, что, с целью упрощения технолопш изготовления, материал основы нагревают в воздушной среде при температуре выше аллотррпи ческого. превращения.титанового сплава в пределах 1000-1100 С в течение 1-3 ч. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПЛ ЛИК (! 9) (11) 4(51) В 23 В 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I юсуДАРственный нОмитет сссР

flo делАм изОБРетений и ОтнРытий (21). 3645435/25-08 (22) 22.09.83 (46) 07.06.85. Бюл. У 21 (72) Б.М.Сойкин (53) 621.9.025(088.8) (56) Аршинов Г.А. и др. Резание металлов и режущий инструмент.

N. "Машиностроение", 1975, с. 14. (54) РЕЖУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО

- ИЗГОТОВЛЕНИЯ . (57) 1. Режущий элемент, например, в виде цилиндрического столбика, содержащий основу, выполненную из режущего материала, и наружный слой из альфированного нитрида титана с микротвердостью 20-23 ГПа, о тл и ч а ю шийся . тем, что, с целью сниження стоимости изготовления, основа выполнена из титанового сплава ВТ5, ВТ15 с микротвердостью

3,5-5,5 ГПа и пределом прочности

0,9-1,9 ГПа.

2. Способ изготовления режущего элемента, -по которому выбирают заготовку режущего элемента и .термообрабатывают ее, о .т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, материал основы нагревают в воздушной среде при температуре выше аллотропического.превращения. титанового сплава в пределах 1000-1100 С в течение

1-3 ч.

1 1159

Изобретение относится к металло- . обработке.

Цель изобретения — снижение стоимости изготовления режущего элемента за счет использования в качестве S основы менее дорогостоящего материала и упрощение технологии его изго.товления.

Указанная цель достигается тем, что для снижения стоимости изготовления режущего элемента в качестве материала основы используется титановый сплав типа ВТ5, ВТ15 с микротвердостью 3,5-5,5 ГПа и пределом .прочности .0,9-1,9 ГПа, а с целью упрощения .технологии изготовления материал основы нагревают в воздушной среде при температуре. вьнпе аллотропического превращения титанового сплава в пределах 1000-1100 С 20

s течение 1-3 ч.

На фиг. 1 изображен предлагаемый. режущий элемент, разрез; .на фиг, 2 и 3 — варианты конструктивного исполнения. Режущий элемент выполнен 25 в виде цилиндрического. столбика из конструкционного титанового сплава типа ВТ5, ВТ15. Центральная часть столбика (сердцевина) 1 выполнена пределом прочности 90,0-190 кгс/мм Зо (0,9-1,9 ГПа). Микротвердость в этой части не превышает. 45Î -S50 кгс/мм2 (4,5-5,5 ГПа). Она придает лишь конструкционную прочность режущему элементу, работающему в основном,на изгиб. Наружный слой 2 режущего

35 элемента выполнен из газонасьпценного материала с о -структурой и состоит преимущественно из нитрида титана:

7lN ° Микротвердость поверхностного слоя соизмерима с твердостью лучших

:твердосплавных сплавов и абразивных веществ и составляет 2000-2300 кгс/мм (20-23 ГПа). Твердость по шкале Мааса достигает 8"9 ед.

Благодаря высокой твердости альфированного слоя 1, режущий элемент может с успехом применяться для обработки. материалов новьппенной прочности в отличие .от известного мате= риала.

Для изготовления режущего элемента используют прутковую заготовку или проволоку, которую нагревают . в воздушной среде до 1000-1100 С, . 55 в течение 1-3 ч. 3а этот период глубина газонасыщенного слоя достигает . 0;2-0,6 мм. Этого вполне достаточно, 723 поскольку диаметр наиболее употребительных режущих столбиков составляет 2-4 мм (номера пластинок 4111, 4113, 4115, 4117, ГОСТ.2209-69). С целью увеличения глубины газонасыщенного слоя для столбиков диаметром свьппе 4 мм продолжительность нагрева увеличивают до 6-10 ч.

После образования газонасыщенного слоя требуемой величины заготовку охлаждают на воздухе. Образовавшуюся на поверхности окалину удаляют механическими средствами (методом раздавливания и ударным путем). Затем производят разрезку заготовки на мерные участки длиной 3 (фиг.1). Для этих целей используют гильотинные ножницы или абразивные отрезные круги.

С целью исключения образования окалины на слое 2 и операции по ее удалению нагрев заготовки из титанового сплава осуществляют в среде азота.

Несмотря иа некоторое усложнение технологического процесса предлагаемая технология может найти применение в условиях крупносерийного и массового производства режущих элементов в тех случаях, когда к этим элементам предъявляются жесткие требования по обеспечению цилиндричности наружной поверхности диаметром D (фиг. 1).

В условиях единичного производства рационально производить предварительную резку заготовок длиной с последующей операцией по газонасыщению слоя 2. Это позволяет насыщать режущие элементы по всей наруж1ной поверхности (фиг. 2) или частично на их концевых участках (фиг. 3).

В последнем случае концы столбиков утапливают в глухие отверстия приспособления или наносят на них специацьные защитные покрытия, препятствующие проникновению газов в процессе нагрева.

Участок, защищенный от газонасыщения (фиг. 3) используют как элемент крепления пад запрессовку, приварку, нарезание резьбы и т.п. Режущий элемент с газонасьпценным слоем па всей наружной поверхности используют и в качестве галтовочного абразивного наполнителя., применяемого при виброабраэивной очистке.

Режущий элемент, выполненный .по предлагаемой схеме,. обладает повы Составитель S.Золотов

Техред g.Ëåãåàà Koyyen B.Ñèíèöêàÿ

Редактор И.Дербак

Заказ Зб45/12 Тираж f086 Подписное

ВНКИПИ 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 1 шенной твердостью и прочностью при действии изгибающих моментов. Предел прочности, который может быть достигнут, составляет около

190 кгс/мм (1,9 ГПа) . Газонасыщенный слой 2 хотя и обладает повышен159723 4 . ной хрупкостью, однако прочно . связан с основным металлом . Вы-, сокая твердость этого слоя (20 — 23 ГПа) придает предлагаемому элементу .хорошие режущие свойства.