Способ термической обработки инструмента

 

.ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социвлистическни

Республик о>956581 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 16.0181 (21) 3235596/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070982., Бюллетень ¹ 33 (51) М. Кл.

С 21 D б/04

С 21 0 9/22

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53} УДК 621. 785. .9(088.8) Дата опубликования описания 070982

Н.И. Павличков, A.Ê. Сергеев, И.И. Сальников и И.М. Костюченко (72) Авторы изобретения

Белгородский филиал Всесоюзного проектяо-конструкторского технологического института атомного маЦиносуроения и котлостроения "Атомкотломаш" 1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к термической обработке стали, в частности обработки лезвийного инструмента типа фрез, эенкеров, раэверток, резцов иэ быстрорежущих сталей, например

РбМ5, РбМ5К5, Р18, Р12, Р9.

Существующие способы термической обработки инструмента не позволяют добиться полного превращения высоколегированного аустенита в мартенсит непосредственйо в процессе закалки, а это снижает износостойкость инструмента.

Известен способ термической обработки инструмента, заключающийся в том, что в процессе закалки или после всего цикла термической обработки проводится глубокое охлаждение до о температуры — 196 С в жидком азоте постепенным или ударным погружением (1 j.

Недостатком данного способа являD ется то, что в процессе переохлаждения инструмента возникают большие внутренние напряжения, которые не снимаются в промежутках между операциями термической обработки, а это

:l ;êводит к появлению трещин, сколов и л;л<р сшиванию режущих кромок во яре ..я работы инструмента.

Известен способ термической обработки инструмента, который включает ступенчатый нагрев под закалку, закалку в масло с температурой 250 С, затем охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды с последующим постепенным охлаждением от

+20 С до -120 С и однократным отпуском с выдержкой при +150 С до -600 С в течение 0,5-2 ч в зависимости от состава стали и сечения детали (2j.

Недостатком данного способа является то, что в процессе закалки не

15 снимаются внутренние напряжения коI торые при дальнейшей обработке холодом достигают больших величин и в местах концентрации напряжений могут вызвать трещины на инструменте, кроме того, используется в качестве охлаждающей среды легко воспламеняющаяся жидкость — ацетон.

Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату является способ термической обработки инструмента, заключающийся в закалке, обработке холодом при -80 С и однократном отпуске при

560о С в течение 1 ч f 3).

Недостатком данного способа является то, что в процессе закалки ияст

956581 румента перед обработкой холодом не снимаются внутренние напряжения, которые при глубоком охлаждении достигают больших величин и часто приводят к растрескиванию инструмента сложной конфигурации, кроме того, температура ; 80 С не является темо пературой конца мартенситного превращения (МК).

Цель изобретения — повышение износостойкости инструмента. 1О

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки инструмента, включающему нагрев под закалку, закалку, обработку холодом и отпуск, перед обработкой холодом проводят ультразвуковую обра ботку. При этом закалку проводят в потоке воздуха до 500-.550 С с последующим охлаждением в масле при 20 С.

Обработку холодом проводят постепенно от +20 С до -150 С.

Способ осуществляют следующим образом.

После ступенчатого нагрева инструмента из быстрорежущей стали РбМ5 под закалку до 1210-1230 С его охлаждают с таким расчетом, чтобы быстро пройти интервал температур, в котором интенсивно выделяются карбиды, что снижает красностойкость инструмента, т.е. охлаждение до 550-500 С ведется в потоке воздуха, затем в масле при

+20 С.

Для снятия внутренних напряжений, возникающих при быстром охлаждении 35 и измельчении микроструктуры, перед обработкой холодом проводится ультразвуковая обработка в жидкой среде .при 60-70 С в камере с преобразователями мембранного типа, одновременно 40 с этим происходит очистка деталей от соли и окалины.

После этого инструмент подсушивают, охлаждают до температуры окружающей среды и проводят обработку холо- 45 дом. Для осуществления постепенного, охлаждения инструмента от +20 С до

-150 С разработан и изготовлен промышленный образец холодильной камеры, охлаждение в которой происходит конвективным способом в среде воздуха и паров азота.

Инструмент помещают в холодильную камеру, имеющую первоначальную температуру (20-25 С) .и, в зависимости от веса закладки (30-35 кг), инструмент охлаждается в течение 35-40 мин до

-150 С, при которой выдерживается в течение 10 мин. После чего инструмент о извлекается из холодильной камеры и выдерживается в помещении до приобре- 60 тения им температуры окружающей среды, затем сразу же проводится однократный: отпуск при 560 С в течение 1.ч.

В целях избежания стабилизации аустенита время между окончанием ультразвуковой обработки и началом обработки холодом должно быть минимальным, не более 1 ч.

Пример. Проводят термическую обработку инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали,Р6М5. Осуществляют ступенчатый нагрев под закалку до 1215 .С, закалка с охлаждением в потоке .воздуха до 550-500 С, затем в масле при +20 С.

Для промежуточного снятия внутренних напряжений, полученных на первой стадии охлаждения, и улучшения микро структуры стали проводят ультразвуковую обработку в камере с мембранными магнитострикционными преобразователями в жидкой среде в течение 10-15 мин с одновременной очисткой инструмента.

Обработка холодом осуществляется постепенным охлаждением от +20 до

-150 С с выдержкой при этой температуре в. течение 10. мин.

Для снятия внутренних напряжений и упрочнения стали производится одно.— кратный отпуск при 560 С в течение

11 ч.

Испытывают на износостойкость инструмент из быстрорежущей стали

РбМ5, обработанный по известному способу

Для этого подготавливают 30 подрезок диаметром 38,4 мм, из которых

15 штук обрабатывают по прототипу, а 15 штук — по предлагаемому способу. . Обработанные подрезки испытывают как зенкеры на раззенкеровании отверстий . Работа проводится на вертикально-сверлильном станке модели

2А150, где рассчитываются отверстия с диаметра 22,3 мм до диаметра 28,4 мм т.е. глубина резания равна 8,05 мм.

Обрабатываемый материал представляет собой плиты из ст. 3 толщиной

30 мм.

Для обеих партий инструмента режим резания сохраняется одинаковым, т.е.

n = 250 об/мин

S = 0,2 мм

8,05 мм без подачи смазывающе-охлаждающей жидкости.

Наблюдение за стойкостью инструмента по износу режущей кромки проводится до первой заточки. При этом увеличивается, сколько отверстий растачивается каждой подреэкой с обеих партий и берется средний результат из 15 показаний.

Результаты испытаний приведены в таблице.

956581 .

Условная стоЯкость

Количество обработанных отверстий

Температура нагрева под закалку, С

Твердость после тер-. мообработки, HRC

Способ обработки

30 .62-63

57-58

Известный 1215

Предлагаемый

65-66

60

59-60

1214

1 ° в потоке воздуха до 500-550 С с последующим охлаждением в масте при

20 С.

20 3. Опособ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что обработку холо-дом проводят постепенно от +20 С да о

-150 С. !

Формула изобретения

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертнзе

1. Авторское свидетельство СССР

9 485161, кл. С 21 0 6/04, 1975.

gp 2. Патент Франции Р 2136621, кл. С 21 D 1/00, опублик. 1972.

3. Гуляев A.Ï. Металловедение.

M., "Металлургия", 1977, с. 426-431 °

Составитель P. Клыкова

Редактор Г. Гербер Техред A.A÷ Корректор Г.Решетник

Заказ 6522/6: Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ 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

Как видно из таблицы, при равных условиях работы инструмент, обработанный по предлагаемому способу,имеет стойкость в два раза большую.

1. Способ термической обработки инструмента, включаюций нагрев под закалку, закалку, обработку холодом и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента, перед обработкой холодом проводят ультразвуковую обработку.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю1 щ и и с.я тем, что закалку проводят

Твердость после нагрева при

620 С в течение

4 ч, HRC

Время работы инстру- . мента до

1-Я заточки

-(чистое), мин,