Способ термической обработки инструмента из быстрорежущей стали в соляных ваннах


 

C21D1/46 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2549796:

Закрытое акционерное общество "Сатурн-инструментальный завод" (RU)

Изобретение относится к области термической обработки и может найти применение в машиностроении. Для повышения качества поверхности деталей благодаря повышению эффективности действия титана по раскислению расплава, особенно качества поверхности острых кромок инструмента с сохранением их высокой твердости, осуществляют погружение инструмента в расплав соли, нагревают его до температуры термообработки и затем охлаждают, при этом расплав соли в ванне раскисляют титаном. Новым является то, что раскисляют слой расплава, контактирующий с инструментом, для чего перед погружением в расплав соли инструмент упаковывают в титановую фольгу, так что расстояние между титановой фольгой и поверхностью инструмента не более 5 мм. 1 пр.

 

Изобретение относится к области термической обработки быстрорежущей стали и может найти применение в машиностроении при термической обработке в соляных ваннах инструмента, например сверл.

При нагреве под закалку вследствие высокой температуры и окислительной атмосферы происходит обезуглероживание поверхностного слоя стали, что приводит к уменьшению твердости, а значит, и к снижению стойкости инструмента в работе. Кроме того, обезуглероженный слой способствует появлению трещин на детали.

Обезуглероживание тем сильнее, чем выше температура, больше время выдержки и агрессивней среда нагрева. Для уменьшения обезуглероживания нагрев производят в защитной среде или в расплаве соли. Расплав соли вследствие взаимодействия его с окружающей атмосферой, материалом футеровки, нагреваемым металлом стареет, насыщаясь веществами, активными по отношению к углероду, и теряет свои защитные свойства, что приводит к появлению обезуглероженного слоя на поверхности инструмента. Известны способы, восстанавливающие защитные свойства расплава соли.

Известен способ термической обработки инструмента из быстрорежущей стали, при котором осуществляют нагрев под закалку в соляном расплаве, при этом в расплав добавляют раскислитель (Авторское свидетельство №298664 от 28.11.1969, МПК C21D 1/46 опубл. 16.03.1971.).

Недостатками данного изобретения является недостаточная эффективность раскислителя, сложность и большая трудоемкость его приготовления.

Известен способ термической обработки инструмента из быстрорежущей стали, при котором осуществляют предварительный нагрев инструмента на воздухе, промежуточный нагрев инструмента в первом соляном расплаве, окончательный нагрев инструмента во втором соляном расплаве, последующее охлаждение и отпуск, при этом первый расплав является раскислителем для второго (Авторское свидетельство №1303624 от 26.04.1985, МПК C21D 9/22 опубл. 15.04.1987.).

Наиболее близким является способ термической обработки инструмента из быстрорежущей стали при нагреве в соляных ваннах, при котором инструмент погружают в расплав соли, нагревают до температуры термообработки и затем охлаждают, при этом расплав соли в ванне раскисляют титаном (Патент GB 762518, МПК C21D 1/46 опубл 28.11.1956.).

Недостатком данного способа является то, что в качестве титанового раскислителя используют титановый порошок. Частицы титанового порошка, имея малые размеры, активно раскисляют расплав сразу после введения, но быстро теряют свою активность. Обезуглероживающая активность расплава соли будет колебаться от минимального значения, непосредственно после введения порошка в расплав, до максимального значения перед введением новой порции порошка. Поэтому нет гарантии, что поверхность инструмента, особенно острые его кромки, не обезуглеродятся в процессе нагрева и не снизят свою твердость после закалки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества поверхности обработанных деталей благодаря повышению эффективности действия титана по раскислению расплава, особенно качества поверхности острых кромок инструмента с сохранением их высокой твердости.

Технический результат достигается тем, что способ термической обработки инструмента из быстрорежущей стали при нагреве в соляных ваннах, при котором инструмент погружают в расплав соли, нагревают до температуры термообработки и затем охлаждают, при этом расплав соли в ванне раскисляют титаном.

Новым является то, что раскисляют слой расплава, контактирующий с инструментом, для чего перед погружением в расплав соли инструмент упаковывают в титановую фольгу, так что расстояние между титановой фольгой и поверхностью инструмента не более 5 мм.

Способ осуществляется следующим образом.

После подготовки соляной ванны для нагрева инструмент упаковывают в титановую фольгу. Крупный инструмент упаковывают в титановую фольгу каждый отдельно. Мелкий инструмент упаковывают в фольгу вместе с приспособлением, в котором они загружаются в ванну. Титановая фольга располагается на расстоянии не более 5 мм от защищаемой поверхности детали. С увеличением расстояния защитные свойства титановой фольги снижаются.

Затем инструмент в титановой фольге погружают в соляную ванну для нагрева. В ходе нагрева титановая фольга активно раскисляет ту часть расплава соли, которая непосредственно контактирует с поверхностью инструмента. Высокое качество раскисления обеспечивается большим соотношением площади фольги к объему соли, а так же тем, что за время выдержки инструмента в расплаве титановая фольга не снижает своей активности. Инструмент нагревают в соляной ванне до температуры термической обработки (например, закалки) и затем охлаждают.

В результате осуществления данного способа термической обработки инструмента при нагреве в соляных ваннах обеспечивается повышение качества поверхности обрабатываемых деталей благодаря повышению эффективности действия титана по раскислению расплава, особенно качество поверхности острых кромок инструмента с обеспечением их высокой твердости. Это достигается благодаря тому, что раскисляют слой расплава, контактирующий с инструментом, для чего перед погружением в расплав инструмент упаковывают в титановую фольгу, так что расстояние между титановой фольгой и поверхностью инструмента не более 5 мм.

Пример осуществления способа

Сверла диаметром 1,5 мм из стали Р18 загружают в специальную корзину и оборачивают ее титановой фольгой толщиной 0,1 мм в один слой. Фольгу закрепляют проволокой, корзину загружают в соляную ванну с температурой расплава 860°С и выдерживают в течение 8 мин. Далее корзину переносят на окончательный нагрев в соляную ванну с температурой расплава 1280°С и выдерживают в ней 4 мин. Затем сверла подвергают отпуску, после чего извлекают их из корзины. Обезуглероженный слой на сверлах после такой обработки не обнаружен.

Способ термической обработки инструмента из быстрорежущей стали, включающий погружение инструмента в ванну с расплавом соли, раскисление расплава соли титаном, нагрев инструмента до температуры термообработки и охлаждение, отличающийся тем, что осуществляют раскисление слоя расплава, контактирующего с инструментом, путем упаковки инструмента перед погружением в расплав соли в титановую фольгу с обеспечением расстояния между титановой фольгой и поверхностью инструмента не более 5 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для термической обработки инструмента из кобальтсодержащей быстрорежущей стали. Для повышения эксплуатационной стойкости инструмента осуществляют закалку путем нагрева инструмента до температуры 1190-1220°C с последующим охлаждением водой и отпуск за 5-7 циклов путем нагрева до температуры 500-520°C при длительности выдержки при температуре нагрева в каждом цикле 1-3 ч.

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к области термомеханической обработки низколегированных сталей, и может быть использовано для изготовления ответственных элементов конструкций, крепежных изделий различного назначения.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для термической обработки режущего инструмента, например протяжек небольшого диаметра, метчиков и других мелких инструментов.
Изобретение относится к области металлообработки и может найти применение в машиностроении. Техническим результатом изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик оправок за счет значительного повышения их жёсткостных и демпфирующих параметров.

Изобретение относится к инструментальному производству, а именно изготовлению металлорежущего инструмента с применением наплавки. Способ изготовления наплавленного режущего инструмента включает механическую и термическую обработку корпуса, наплавку быстрорежущей сталью рабочего слоя, его поверхностное пластическое деформирование и высокотемпературный отпуск.
Изобретение относится к области термической обработки быстрорежущих сталей и может быть использовано преимущественно для термической обработки длинномерного инструмента и инструмента сплошной формы.
Изобретение относится к области машиностроения. Техническим результатом изобретения является обеспечение характеристик пластичности, вязкости, прочности материала литых штампов после упрочняющей термической обработки не ниже соответствующих характеристик инструмента, изготовленного из кованых заготовок.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для термической обработки штампов из полутеплостойких и теплостойких сталей повышенной вязкости, к примеру 5ХНМ и 4Х5МФС, а также пресс-форм из стали 4Х5МФС.
Изобретение относится к области машиностроения и металлургии. Для повышения твердости и увеличения глубины прокаливаемости осуществляют предварительную обработку путем нагрева изделия выше критической точки стали, из которой изготовлено это изделие, выдержки и последующего охлаждения на воздухе, причем в процессе охлаждения к изделию прикладывают ударно-импульсные колебания с частотой нанесения ударов от 30 до 10000 герц, а затем проводят закалку.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке лазером при изготовлении и ремонте различных машин и механизмов. Для повышения физико-механических свойств инструментальных и конструкционных материалов осуществляют лазерную обработку изделий с использованием лазера импульсного действия при полезной энергии импульса 60-500 Дж, плотности мощности импульса 1,2·1010-4,3·1011 Вт/м2, длине волны 1,064·10-6 м, продолжительности импульса 0,8·10-3 с, диаметре луча 1,2·10-3-2,5·10-3 м и расстоянии от места облучения до упрочняемой поверхности 12-30 мм.

Изобретение относится к быстродействующему способу лазерного нанесения насечек, при котором используется установка лазерного устройства для одновременного нанесения линий насечек на верхнюю и на нижнюю поверхности полосы текстурированной кремнистой электротехнической стали, подаваемой и продвигаемой вперед по производственной линии, с помощью луча лазера непрерывного действия с высокой степенью фокусировки, при этом линии насечек, нанесенные на верхнюю поверхность, и линии насечек, нанесенные на нижнюю поверхность, имеют одинаковое расстояние между соседними линиями насечек, но смещены относительно друг друга для равномерного снижения потерь в железе.

Изобретение относится к области термомеханической обработки и может быть использовано для изготовления ответственных элементов конструкций, крепежных изделий различного назначения.

Изобретение относится к способу изготовления текстурированного листового стального изделия с минимизированными потерями на перемагничивание и оптимизированными магнитострикционными свойствами.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии упрочнения резьбовых изделий с трапецеидальной резьбой, и может быть использовано для упрочнения резьбы в изделиях, работающих при повышенных нагрузках.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для термической обработки режущего инструмента, например протяжек небольшого диаметра, метчиков и других мелких инструментов.

Изобретение является способом и относится к технологии модификации поверхностных слоев изделий из металлических материалов. Изобретение может быть использовано для модификации поверхности металлообрабатывающего инструмента и деталей машин в инструментальной, сельскохозяйственной, автомобильной, металлургической промышленности и др.

Изобретение относится к литейному производству. Для повышения качества защиты стальных отливок от обезуглероживания, в частности минимизации толщины обезуглероженного слоя, отливки помещают в контейнер и засыпают их карбюризатором, в качестве которого используют смесь древесного угля и отработанной парафино-стеариновой модельной композиции в соотношении (2,3-2,5):1, а количество карбюризатора составляет 20-25% объема садки.

Изобретение относится к способу контроля охлаждения движущейся полосы (в) в охлаждающей секции линии непрерывной обработки и к охлаждающей секции непрерывной обработки полосы.
Изобретение относится к области металлообработки и может найти применение в машиностроении. Техническим результатом изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик оправок за счет значительного повышения их жёсткостных и демпфирующих параметров.

Изобретение относится к способу лазерного упрочнения плоской заготовки и может быть использовано для формирования поверхностных слоев материалов путем термообработки.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения поверхностной твердости деталей без нарушения качества поверхности деталь подвергают ультразвуковому воздействию в емкости с жидкой средой с помещенным в ней источником акустического излучения с частотой акустических колебаний fрц 20-30 кГц в течение τ=30-45 минут с амплитудой колебательных смещений ξ=7-40 мкм. При обработке деталей из стали 40X амплитуду колебательных смещений выбирают в пределах ξ=15-40 мкм. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 22 пр.
Наверх