Способ многократного восстановления металлообрабатывающего инструмента преимущественно в процессе эксплуатации

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к процессам химико-термической обработки инструмента, и может быть использовано в машиностроении для восстановления металлообрабатывающего инструмента. Цель - повышение стойкости и снижение хрупности инструмента за счет уменьшения склонности к трещинообразованию. Способ включает однократное нанесение на поверхность инструмента твердого износостойкого покрытия - нитрида титана, а затем в процессе эксплуатации проводят чередование переточек рабочей поверхности инструмента и ионного азотирования, причем азотирование осуществляют после каждой переточки. В результате стойкость инструмента, многократно восстановленного по предложенному способу, увеличивается в 3 раза и устраняется хрупкость инструмента за счет уменьшения склонности к трещинообразованию неперетачиваемых поверхностей. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИК

4 А1 (5I)5 С 23 С 2/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4204958/31-02 (22) 04.03. 87 (46) 07.08.90. Бюл, № 29 (71) Ульяновский политехнический институт (72) В.П. Табаков, А.В. Шестернинов, Ю.Н. Николаев, Н.А. Ширманов и В.И. Езерский (53) 621.793.669,586.5 (088,8) (56) Автор ское свидетельство СССР

¹ 1431337, кл. С 23 С 8/22, 11.06.86. (54) СПОСОБ МНОГОКРАТНОГО ВОССТАН0ВЛЕНИЯ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В ПРОЦЕССЕ

ЭКСПЛУАТАЦИИ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к процессам химикотермической обработки инструмента, и может быть использрвано в машинострое 1

Изобретение относится к металлур-! гии, а именно к процессам химикотермической обработки инструмента, и может быть использовано в машиностроении для вбсстановления металлообрабатывающего инструмента.

Цель изобретения — повышение стойкости, снижение хрупкости инструмента за счет уменьшения склонности к трещинообразованию, Способ включает однократное нанесение на поверхность инструмента твердого износостойкого покрытия— нитрида титана, а затем в процессе эксплуатации проводят чередование переточек рабочей поверхности инструмента и ионного азотирования, причем

2 нии для восстановления металлообрабатывающего инструмента. Цель — повышение стойкости и снижение хрупкости инструмента за счет уменьшения склонности к трещинообразованию. Способ включает однократное нанесение на поверхность инструмента твердого износостойкого покрытия — нитрида титана, а затем в процессе эксплуатации проводят чередование переточек рабочей поверхности инструмента и ионного азотирования, причем азотирование осуществляют после каждой переточки °

В результате стойкость инструмента, многократно восстановленного по пред-. ложенному способу, увеличивается в

3 раза и устраняется хрупкость инструмента за счет уменьшения склонности к трещинообразованию неперетачиваемых поверхностей. 1 табл. азотирование осуществляют после каждой п ер е точки .

Спо со 6 о суще ствляют следующим образом.

На рабочие поверхности режущей части инструмента из быстрорежущей или штамповой стали по известной технологии наносят твердое износостой— кое покрытие — нитрид титана толщи-ной 5 мкм. Затем инструмент эксплуатируется до первой переточки одной из рабочих поверхностей инструмента, после чего его подвергают азотированию, чередуя переточки одной из рабочих поверхностей инструмента и

его ионное азотирование, эксплуатируют инструмент до наступления пре1583464 дельного износа. Количество перето ек и последующего ионного азотироания зависят от величины допустимоо износа и составляет 5-10, Толщина слоя металла, снимаемого при переточках, определяется допустимой величиной износа инструмента по задней поверхности, которая более чем

На порядок выше глубины азотированно-. го слоя, \

Нанесение покрытия иэ нитрида титаа, выполняющего функцию барьера, " Påäîòâðàùàåò перенасыщение азотом, нижает хрупкость эа счет уменьшения клонности к трещинообразованию нееретачиваемых поверхностей.

На образцах с покрытием TiN, проедших как однократное, так и много- 20 ратное аэотирование, нитридные слои еталлографическим путем выявить е удалось. Следы Š— и т-фаз удаось. обнаружить с помощью дифрактоетра ДРОН-3 только после 10-кратно- 25 о азотирования образца с покрытием трида титана. Таким образом, покрые нитрида титана резко снижает скоость образования нитридов железа в одложке из стали. 30

Пример. Проведены стойкостге испытания червячных фрез из быстopemynieé стали P6N5K5 (m = 4 мм, 90 MM). Ионное аэотирование nocjrre каждой переточки проводят по известной технологии на установке

ЯГВ-6.6/6-И1 на глубину 0,012-0,016мм, Температура азотирования составляет

400 С, рабочая среда — смесь аммиака с азотом при давлении 6-8 мм рт.ст. 40

Нанесение износостойкого покрытия

TiN толщиной 5 мкм проводят на установке "Булат-3T" по известной технологии„ Режимы технологии нанесения:

1) ионная бомбардировка при напряжении на подложке 1100 В, токе дуги 110 А, давлении 5 ° 10 мм рт.ст. в течение

-5 времени, .необходимого для прогрева пластины до 450 С; 2) конденсация . при токе 110А давлении (2-3) "10 мм рт,ст., температуре пластины 450 С и расстоянии инструмента от испарителя

280 мм.

В таблице представлены характеристики охрупчивания неперетачиваемых поверхностей и результаты стойкостных испытаний восстановленного инструмента при нарезке шестерен m =

= 4 мм, Z = 46 из стали 18ХГТ. Критерием хрупкости, трещиностойкости считают наличие трещин при идентировании на микротвердомере IINT-3 при нагрузке 150 Г и их среднюю длину, Таким образом, стойкость инструмента, многократно восстановленного по предлагаемому способу, увеличивается в 3 раза и устраняется хрупкость инструмента за счет уменьшения склонности к трещинообразованию неперетачиваемых поверхностей, Формула из обретения

Способ многократного восстановления металлообрабатывающего инструмента преимущественно в процессе эксплуатации, включающий аэотирование, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости и снижения хрупкости инструмента за счет уменьшения склонности к трещинообразованию его неперетачиваемых . поверхностей, восстановление проводят путем чередования переточек рабочих поверхностей и азотирования, причем азотирование осуществляют ионным методом после каждой переточки, а перед первым азотированием на поверхность инструмента наносят покрытие из нитрида титана.

1583464

Кратность

Карактеристики охрупчивания неперетачиваемых поверхностей

СтойОбработка

Материал кость мин азотирования

Нм,МПа

Наличие трещин

Известный способ

Р6М5К5

Азотирование способ, Р6М5К5 +

+ TiN

3!5

305

Составитель Н. Синкина

Редактор Н, Рогулич Техред M.Õoäàíè÷ Корректор М, Самборская

Заказ 2232 Тираж 806 Подпи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Переточка +

+ азотирование ионное

1 1200

2 1150

3 1100

4 !100

5 1100

6 1100

Предлагаемый

1 920

2 920

3 920

4 920

5 920

6 920

Средняя длина трещины, мкм

l3

17

28