Способ улучшения свойств инструментальной стали

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может применяться в авиастроении, судостроении и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в пластической деформации заготовок из инструментальной стали до относительной деформации ε = ε_кр+Δε, где ε_кр - критическая деформация, обуславливающая при последующей термообработке интенсивный рост зерен микроструктуры стали; Δε - определяемая опытным путем добавочная оптимальная деформация, обеспечивающая наибольшую стойкость стали. Изобретение позволяет достаточно эффективно повысить стойкость как режущих, так и мерительных инструментов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением применительно к повышению стойкости инструментальных сталей и может применяться в авиастроении, судостроении и других отраслях промышленности.

Известен способ [1] улучшения свойств заготовки из инструментальной стали, включающий пластическую деформацию заготовки осадкой до необходимой степени деформации и последующую термическую обработку.

Недостатком данного способа является невозможность обеспечения наибольшей стойкости инструментальной стали за счет оптимизации пластической деформации в технологическом процессе.

Изобретение направлено на обеспечение наибольшей стойкости инструментальной стали за счет оптимизации пластической деформации в технологическом процессе.

Это достигается тем, что заготовки из инструментальной стали осаживают пластически до относительной деформации, равной ε = ε_кр+Δε, (1) где ε_кр - критическая деформация, обуславливающая при последующей термообработке интенсивный рост зерен микроструктуры стали и тем самым понижение стойкости последней; Δε - определяемая опытным путем добавочная оптимальная деформация, обеспечивающая наибольшую стойкость стали.

Сущность предлагаемого способа заключаются в следующем. Изготовленные из прутков инструментальной стали заготовки перед термической обработкой осаживают пластически до относительной деформации ε. При этом согласно формуле (1) предварительно определяют критическую (ε_кр), а после и добавочную оптимальную деформацию (Δε), обеспечивающую наибольшую стойкость стали. Далее деформированные заготовки подвергают термической закалке и последующему отпуску по соответствующему для каждой инструментальной стали температурному режиму.

Пример реализации предлагаемого способа рассмотрен на низколегированной инструментальной стали ХВГ.

Из прутков указанной стали были изготовлены заготовки размером d₀=15 мм и h₀= 25 мм. После чего, заготовки (по 6 шт.) перед термообработкой осаживались пластически до относительной деформации ε=0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,30; 0,35; 0,40; 0,45; 0,50; 0,60.

Для определения критической деформации из части осаженных заготовок после термообработки изготавливались микрошлифы для оценки размеров зерен микроструктуры исследованной стали. В результате статистической обработки опытных данных установлено, что критическая деформация ε_кр для стали ХВГ составила 0.18.

Для установления эффекта повышения стойкости стали были проведены стойкостные испытания изготовленных из деформированных заготовок резцов с соответствующей термической обработкой (закалка и последующий отпуск).

Испытания резцов показали, что стойкость стали зависит от деформации осадки. Причем, до деформации ε = ε_кр происходит уменьшение стойкости стали (почти на 20%) по сравнению с недеформированной пластически стали.

При деформации ε>ε_кр происходит монотонное повышение стойкости стали. Наибольшее повышение (почти в 2,5 раза) стойкости стали происходит при деформациях осадки ε=0,49 и соответственном оптимальном значении Δε=0,31. Температурные режимы термической обработки в сопоставляемых способах были одинаковыми.

Применение предлагаемого изобретения в промышленности позволит достаточно эффективно повысить стойкость инструментов (режущих и мерительных).

Источники информации 1. RU 96415052, МПК 7 В 23 Р 6/00, опубликовано 20.10.1998 г.

Формула изобретения

Способ улучшения свойств заготовки из инструментальной стали, включающий пластическую деформацию заготовки осадкой и последующую термическую обработку, отличающийся тем, что заготовку осаживают пластически до относительной деформации, равной ε = ε_кр.+Δε, где ε_кр. - критическая деформация, обуславливающая при последующей термообработке интенсивный рост зерен микроструктуры стали; Δε - определяемая опытным путем добавочная оптимальная деформация, обеспечивающая наибольшую стойкость стали.