Способ термопластической обработки заготовок концевого режущего инструмента

 

Изобретение отж сится к области обработки металлов даипекием и может быть использовано в инстр ментальном производстве при изготовлении режущего инстру1-1ента цилиндрической формы. Цель повышение механических свойств заготовки путем изме.тьчения зеренной структуры. Сваренную встык цилиндрическую заготовку помешают в одновитковый индуктор, где нагревают двукратно околошовную зону со скоростью 20-30 град/с, ГТоверх}1ос шьй слой нагревают на глубину последующей пластической деформации до температуры А;., и сердцевину до температуры AJ,, + (80-100)°С, После каждого нагрева заготовку охлаждают со скоростью 20-30° /с до температуры ()°С. Затем заготовку помещают в многовитковый индуктор, где осуществляют двухкратный нагрев сердцевины заготовки по всей длине до температуры А .| (80-100) с и двухкратное охлаждение до температуры (Ар, -100) С с той же скоростью. При этом во время нагрева сердцевины поверхность заготовки обдувают воздухом, не допуская нагревания ее поверхности выше температуры ( В том же индукторе двукратно осуществляют равномерные по обьему заготовки нагревы с той же скоростью до температуры А- +(80- ООД°С и охлаждения до те тературы (А, -100)° С. Затем заготовку нагревают с той же скоростью до температуры пластической деформации и деформируют поверхностный слой. Способ обеспечивает повышение срока службы получаемых изделий, 4 ил,, 1 табл. (Л 00 со СП .4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 6 В 2! Н l /18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01НРЫТИЙ (Zl) 4032191/31-27

I (22) 28.02.86 (46) 15.05.88, Бюл, 11 18 (71) Физико-технический институт

АН БССР (72) А.Н.Давидович, H.A.! àHêî, E.M,ÌàKóøîê, В.А.Клушин, Г.Г.Шпунтов9

В.К.Калачинский, A..Ф.Короткий и Э.А,Воронцов (53) 621.771(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1274660, кл. В 21 !! 1/18, 2!,01.86. (54) СПОСОБ ТЕРМОПЛАСТИ 1)ВСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК КОНЦЕ В1)ГО РЕЖУШЕГО

ИН С ТРУИЕ Н ТА (57 ) Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в ин с трумен тал ьном производстве при из) отовлении РежущЕго инструмента цилиндрической формы.

Цель — повышение механических свойств заготовки путем измель )ения зеренной структуры. Сваренную в тык цилиндрическую заготовку по ешяют в одновитковый индуктор, где нагревают двукратно околошовную зону со скоростью

20-30 град/с. Поверхнос)ный слой нагревают ня глубину последующей плас-.è÷å=êoÉ деформации до температуры

А„ и сердцевину до температуры (А + (80-100)1 С. После каждого нас гревя заготовку охлаждают со скоростью 20-30 /с до температуры (А „,-100) С. Зятем заготовку помещают в многовитковый индуктор, где осуществляют двухкратный нагрев сердцевины заготовки по всей длине до темпеа ратуры А +(80-100) С и двухкратное .! охлаждение до температуры (А „, -100) С с той же скоростью. При зтом во время нагрева сердцевины поверхность заготовки обдувают воздухом, не допуская нагревания ее поверхности выше температуры А, В том же индукторе двукря-.но осуществляют равномерные по объему заго-овки нагревы с той же скоростью до температуры jA, +(80О

* C(100 1 C и охлаждения до температуры (А, --100) С. Затем заготовку нагревают с той же скоростью до температуры пластической деформации и деформируют поверхностный слой. Способ обеспечивает повышение срока службы получаемых изделий, 4 ил,, 1 табл.

3 ПrOC II<3!1()

".а сгггг! с

":,1 ! а ПITT г г-:)г -.. С (г с<РТ<

;..!» I1Q)!re i! с! )г,")т!

}г!3r)h>)ЕТPE-)(P (i )(< i):I l <3 Т T< "< ((-)1 Е

М<) Та!)т)0 )3 г(1с(В )IЕ ИИ С )! . -i М.го i :. T (:О)ТВ3(2)3PНО . ИПС ))г(< т = (< ) * 10

)ТОЦСТ)3Е (PV ИЗ-ГС i,О 3„.:.";.> Г P;;C -.Ii:; <)!(в

Г (")т„гг,)с!в (p тг){г(jjjj! г,,г(=-, r(r ) с г .!

ЦЕЛВ)<) ИЗС)бРЕ I el(ÈÂ г(В) КР Гс! .:!(ОВ). ПГ-ме2анит(с:, кик вс т" т за

T) V1 ЕМ И ЗМЕЛ)!ВМЕНИВ -? Е !". (-. rÔ (: ",! г К) "ЛУ, Ila фит.. .) пока=.:3((ü!: с»!.;(с т,т..:т .))ток

НЕ<3!(Н(3Р()ДН )(Тт) "-a - ° Т,)г)-К )! ВО(i i 0 (т а- т(тг и ) E3ыГпенч о(:3 кап Оид 30 Й нс ..;.. Ио)н;д)(ос."-, j (3 с е )3д((е я ив! (3тго-т-- тп-!j г, i-;ä 3 с !1!К г! <т,.т !г-ЧИЕ ЗЯК ((т)Е. (ПО)(C Т 3 „)К Г!r P) l ", а::ОВ !.:. I) r(Н !C ) И )! а (j))II, 2 -; „- 3 „-. 30!< т(г);

Мр.Гтн0ГО няГI)еБЯ в (тб.(т Р c .", и."3 . <3Я ГО roi т !3 * На 4HT ) . К г! гт !,С! Тт)т !CPé,r;. ТИНЕ З,-": С:тл(3:и

ТЕХ )г(Р I)PÆH) (à3 с и ",j! <г! г-: .:,Р")-.тгрг-т=р;! . ЗЕМАН а CP ÐTIÖPE3 -i)3(!(Ej t,!, -Tr-: Ir;,1! )3 3-,;,, -: —"-)ЕНE .ej(ПОТ!Е )К1-"Or ) 5-:f ц, - Т i; Е)- 3.! Г<3 (.Р) -;Ст.j,Я фиГ ч " ai !Å(Ò" нтгс "- тi Iip 3 = == Ег)Р = в(от) cT D y)(Tv?Ei) в !.,=! р Стспjrii )з ст «(<3гти=.

) Е С ТБ Я Ц ИКЛ:3 Б T C- . T) . ) Q T.! r I ) О! - К)-;, C, òOC0à C.-..с(ПЕС-. ВЛ: — (т —."..—. с)((ТЛИ)«! г3"..—

-Я О гOPT(Сг „ - : à <г3), . i Т с "K"-Oа гтg" а ()т

Г3 ТС ГС! Л «- ) Е - О г < ) ((Г С Т3 ГТ .- К - Т (. -)i:. i;.; Т,Г т(Т: !) )хляцктеле.. вы ::Q) j(е ..: - . З.(де

Тгпт! -ii-,! :" !)го тг,тт)с)к ".-! т, ) г! Р, ! ., г гс

",рят1; у(3 )Tj-."(Tii .е. -.с-,—:: c,„". -... к., 3 . .Г".

Об))с(С) О! )C)n 0" ТТП)Е С Т ; тв(Р =3 " -КВ- .

И PE)VХКТ)а!тВ(ОЕ ОХ . Я)К),:)I. З 10

:-)00! С. ГтрГ э т ° ;.;с. -Бзе "та:- - -:-в сердцевины повР(3-.)(ости зас)тэвки ду)3ак)т Всздухом, .I:-! j.. 3 "- 3в - ")3

НИЯ Е ВЬППР ТЕМП = С((! г P::! г(, ПОСЛ<. =: ТОГО -.—..:".. i 5;r., -;- ir-,i:. - О-;

Г(!))ОИЗВОГ)гн Т, В "Гг."Т (-" ", - )Тй f I )тг !. Е „- гт

ТРДМ).т -тР<(К ))г) 03Pаг!О "., Е О,",". -,"-М

ЗЯC<3 i 0=3)((, Д-)В тг:. )-.-) ВО Р;-,-;.; — -.-а--В

О T:(.1ÅÝ -)Я(ОТ I Ода )",По: Г(",":; Р г) Т )

ETg<31;, загсo-(Овки тс) ГЕМ SrCÃQ 1 СГТ!".! а т"-: 3 с<гг.ПЕРатУP)(ДвфОТЗМЯПИ)-: )- . - !EIBi)C В - Р

Ка Г ..(ОЕ -rr Гг- ОЙ(т Вг) ° - ", З.Т 0 П . г Зг rr:-!

БЕ Г) КНО СТН) П3 С !1 О.тт Зя; О Т: )I .< i=:

КОТ Q 30ГО ОП DЕ ЦP (() ге I <. .а Г)П: а;)т ; Чl.jr Е! )(() I

1 = - --- — --;<

-! ()

)ПЯТИ )1 jii)г! " ООК ". )(Е, т, i) „!. С КС ЦПТ г...-

IrPTj ))Е, .. „Р<3 гтTr r r

Я !" ))Р Т=;-., )3 - I(r) Ti,:,: "-: ОМ: т;Г; .т -Г)Е

ГЕ.:;(Ц "<)3)-)3" ()К СЛ ОТ()0В - C . i ЗС НП: —: О !

Г ... IUВPP3: IO(т) ПО (c5(j . ( (г, 0)СЛ(-))С:(ЕНИЯ ИОВЕ !..Нггс.. И --а < т:,,I.ff ViC.- QÄr. !j с "C (О 3И.("г!, — г. . I i) ").т . . г(, ) ir. - ) Я (.

)с (,! г — "т т»

М г г

)(, I, гг j f; г ()ади тг. ) .- г. -! —.

"3)3ÊÈ, (а Г.:! <)г!Тт! . .!.О

l3 )г Р ! Р— Е . Р гг I-: — ir r:, Н Q.-т)ота !1I3 )к падко)3! :,.—

, jQ Д<с)Г / v)i p: -: - — .- . — - —, j <, гг

М (, = r-j(Ç..! !, . ЗТ;) 0 3)BBi I;. Ti . 3 За

С. „ 0 -=а tr -Вт:.ТП! Е-. =.:. т-".("- Тс!

<г .

", с,. . ()(PP H . "с! 3 . ОТСТ3 -.." .т) Га З..; - . 3О Г. а".. ЯГ .К г)T r!C . т: i ;„. .;3 «! < —,,", -,;(-. () <.: О -! ).!" 3 Ег-"- ji !а r г c)К. <1 ! ) И . i а О (i(ИМ:- Cii ..- r; Зт. О

1 195411! ритеp»й !! у е ч :л .I !! tÿ пото;:а воз.л„, . духа 1, =(О, 714!, --- - = 687, соот083 У Ъ„, ветствуюшее число Рейнольдса с

5,9 10

При этом скорость потока воздуха

И = 354 м/с что соответствует J г) числу маха М = = 1,04. I 1кл

Необходимые перепады давлений в соплах, подаю цих воздух, могут быть рассчитаны по формуле

Г

-- (!+ — — -11

Р 2 k-1 где Р— исходное давление, Р - конечное давление, k = 1,4 — показатель адиабаты для воздуха, М вЂ” число маха.

Отсюда Р, = 1,9Р; избыточное давление в магистрали (Р -Р)=0,9 атм, В качестве сопел использовали трубки диаметром 5 мм длиной 50мм.

В этом случае потери на трение определяли по формуле 25 г P = (1 Е а> Г 2

4)

Считая, что Ю, =

2 и k = 0,01(R 2,5 10 ), имеем Л Р вЂ” 0,025 атм.

Отсюда общее избыточное давление в магистрали сжатого воздуха (Р, -Р)+

+ P " О, 9+0,025 = О, 93 атм, Величину давления регулировали редукционным 35 клапаном 132-25, После достижения температуры поо верхности 720 С, а сердцевины шва о

820 С индуктор выключали и производили охлаждение околошовной зоны sazo- 40 товки до 580-600 С. Затем операцию повторяли на тех же режкгах, Далее заготовку подавали в индуктор, длина которого была равна длине заготовки, и на тех же режимах прово- 45 дили термообработку сердцевины по всей длине заготовки.

Затем в том же индукторе двухкрат о но нагревали заготовку до 810 С без охлаждения поверхности (нагрев бьл 50 равномерным и охлаждали сжатым воздухом до 580-600 С. После этого про изводили ускоренный нагрев заготовки до температуры д .формации и подавали н II; ок,." п|й стан, где лефс рмировали за1о гонку со сэепенью обжатия

1,07. Б результате было получено изделие с равномерной мелкозернистой г т рук ту!>ой

Резуль1аты представлены в таблице, Как видно из таблггггы, выход за пределы температурных режггмов способа г риводг>т к существенному росту раз.:озернистости и росту размеров зерен вследствгге либо неполного фазового превращения (при недогреве), либо вследствие получения продуктов начальггой стадии более высокотемпературного фазового превращения.

Положительный эффект от внедрения способа получается за счет повышения

cpQK2 службы получаемых изделий. гР о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ термопластической обработки заготовок концевого режущего инструмента, при котором осуществляют сварку двух заготовск из быстрорежушей и KQHc.òðóêöèñííoé сталей, термообработку и пластическую деформацию сваренной заготовки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения механических свойств заготовки путем измельчения зеренной структуры, в процессе термообработки околошовную зону заготовки подвергают по меньшей иере двум чередующимся нагревам со скоростью (20-30) С/с, причем поверхностный слой нагревают на глубину последующей деформации до температуры, не превышающей А,, а сердцевину — до температуры Aci +(80

;о

100) С, и чередующимся охлаждениям со скоростью (20-30) С/с до температуры .(А„,-100) С, затем производят по меньшей мере два цикла термообработки заготовки по всей ее длине на тех же режимах, после чего двукратно осуществляют равномерные по объему нагревы с той же скоростью до температуры (А, +(80-100 Д С и охлаждения до температуры (А,„ -100) С, затем заготовку нагревают со скоростью (20-30) C/с до температуры пластической деформации . с, 0"

Рлзмер «ерна

Режи««11 сп собл (сре??««ие

} л з«илр зе рна в на u",жнь«х

} а «ь<е(зер<«л зо? I c !I!i! л . в i,p«! i .а?«ь нои «лсти заз««ачения технол ?«и :е:.? ««х п араме тр

P,À +(90-95 )J (, ко-.

Ci О рость ?5 /с ? -8 / ) --:;

5- 6/2--3

5-6/2-3 (А, .«(80-90«1 „ .к<— рос.ть 20"/с

30-12, 4-5

10-1 2//----.=.

10-1 ?,,/4-- ) (A,, + (90--100 l) (, „с ко.— рость 30 /с

10- 2 4-5

10-12/ -5

j0 «2 //, 10 — 4/(.— i 0 8-; : ./с?- !

8:-! 8/б —.1 С

14-1()/5 -7

10 — 12/4-5

10 — «(-, < .— 7 К »1<<Ц

gÐÓÓ Р /3+< /у/ У / i/,?«ип .»ор5агднай а / 3&78Ф Жбс / КРОБЬ/ООО6-- у/ др <уур<4/ А»р/у/уудр удс-- ""у

ИОСГТРИ(й . аПц. »< /«/у .У/ „

«

«

Обработка с пре?«ь««и«?«ием пределов техно? о«<««еских р е?«<и«<о в

}А„+(110-!20! ) (<. — 100) «, «ор<с «ь нагрева 4(? /с

Обработка ниже i!««?«с««их пределов техно? <о «?:ч е с?лх режимов

Л +(<70-80 .1 (4«,, — 10) С, с.кс ро< т-нагрева 10, с

), МС» Ы/ <(/И ! -l - -- ф,Ц

1.

Составитсль 11,Тарлгвская

Техред g,дидик Корректор Л.Пилипенко

Редактор !I,! орват

Заказ 2327/14 Тираж 589 Подписное

В!11%ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыл-ий

113035, 1!осква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производс-.н H .c; полиграфическое предприятие,, †. жгород, ул. 11роектная, 4