Способ термической обработки быстрорежущих сталей

Способ термической обработки быстрорежущих сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ, включаю щий нагрев под закалку, охлаждение до температуры ниже Мц, вьщержку. БМЙЛЙОГса;нагрев , выдержку, охлаждение и многократный отпуск, отличающийс я тем, что с целью уменьшения изменения размеров, повышения механических свойств и теплостойкости, нагрев после В1здержки при температуре ниже М производят до 490-510°С. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение после нагрева под.закалку производят до 80-150 С с вьадержкой при этой температуре 1-2 мин. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что вццержку при 490-510 С проводят в течение 20 30 мин. 4.Способ 1ТОП.1, отличаюi щийся тем,-что отпуск осущестО ) .вляют четырехкратный при 560 .570 С с выдержкой 1 ч.

СОЮЗ COBETCHHX . СИЮЮЮ

PECflVSJlHH

3(Я) .С 21 D 9 =22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЫьЛИ(, ; (21) 3384939/22-02 ,(22) 21.01.82 (46) 07.07.84. Бюл. 925 (72) Л.С.Кремнев, А.И. Еремин и С.С. Мишуков (71) Московский станкоинструментальный институт (53) 621.,785.79(088 ° 8) (56) 1. Гуляев A.Ï. и др. Инструментальные стали. Справочник. М., Машиностроение, 1975, с.125129, 158-159, 163.

2. Геллер B.A. Инструментальные стали. М., Металлургия, 1975, с.356, 431.

З.То же,с 432, 435.(54)(57) 1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЯ ОБРА-, БОТКИ BblCTPOPEKyLrlHX СТАЛЕЯ, включающий нагрев под закалку, охлаждение до температуры ниже Мц, выдержку, <,ю В ип A нагрев, выдержку, охлаждение и многократный отпуск, о т л н ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью уменьшения изменения размеров, повышения механических свойств и теплостойкости, нагрев после выдержки при температуре ниже Q производят до 490-510 С.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что охлаждение пос- ле нагрева под.закалку производят до 80-150 С с выдержкой при этой температуре 1-2 мин.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что выцержку при

490-510 С проводят в течение 20 о

30 мин.

4. Способ По п.1, о т л и ч а ю- Я шийся тем,. что отпуск осуществляют четырехкратный при 560— ,570 С с выдержкой 1 ч.

1101459

Изобретение относится к термичес.,кой обработке и может быть использовано при изготовлении инструментов из быстрорежущих сталей.

Известен способ термисеской об« работки инструментов из быстроре- 5 жущих сталей, который включает нагу рев в соляной ванне до 1200«1280 С, о выдержку и последующее охлаждение в масле до комнатной температуры, а затем отпуск при 540-560 С в те- (О чение 1 ч с охлаждением на воздухе (два — три раза) (1).

Однако этот способ вызывает значительные изменения размеров от структурных превращений во время закалки и деформацию от резкого перепада температур. Причем изменение линейных размеров составляет 0,1%. Твердость и теплостойкость не достигают предельных значений.

Известен способ термической обработки быстрорежущей стали, включающий нагрев,пОд закалку и изо термическую закалку при 220-250 С в течение 5-20 мин (2). .25

Изменение линейных размеров в этом случае составляет 0,07%.

Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому ре зультату является способ термической 30 обработки быстрорежущей стали, включающий нагрев под закалку, охлаждение до 90-100 С для частичного мартенситного превращения, нагрев до температуры отпуска и многократный отпуск (3) . 35

Однако известный способ также не обеспечивает в полной мере уменьшение изменения размеров и требуемый уровень механических свойств и теплостойкости.

Целью изобретения является уменьше-. 40 ние изменения размеров, повышение механических свойств и теплостойкости °

Для достижения поставленной цели согласно способу термической. обработки быстродействующих сталей, включающему 45 нагрев под закалку, охлаждение до температуры ниже N, выдержку, нагрев, выдержку, охлаждение.и многократный отпуск, нагрев после выдержки при температуре ниже Мн производят до

490 510 С

При этом охлаждение после нагрева под закалку производят до 80-150ОС с выдержкой при этой температуре 1.2 мин.

Выдержку при 490-510 С проводят в .течение 20-30 мин.

Отпуск осуществляют четырехкратный при 560-570 С с выдержкой 1 ч.

При обработке по предлагаемому способу при выдержке в интервале 490-60

510 С выпадают мелкодисперсные карбиды. Выдержка 20-30 мин достаточна для того, чтобы прошло снижение (релаксация) напряжений от охлаждейия с температуры закалки и выпали карбиды типа.М С. Карбиды М С выпадают равномерно внутри зерна и по границам, что способствует повышению проч ности и теплостойкости после заключительных "отпусков. Снйжение температуры (ниже 490ОС) не обеспечивает выделение карбидов. Повышение температуры (3 520 С) вызывает более ускоренную коагуляцию цементитного карбипа М С, что снижает равномерность упрочнения после последующих отпусков, а также способствует выделению специальных карбидов иэ аустенита и превращение его в мартенсит. Температурный интервал 80-150 С выбран из соображений, что ниже 80 С может о образоваться более 80% мартенсита в стали, а выше 150 С аустенит в некоторых сталях не преврашается в .мартенсит. Эти причины снижают полезные эффекты предлагаемого способа. Выдержка 1-2 мин при 80-150 С необходима о для гарантированного охлаждения всех деталей. в садке и разных ceтений каждой детали до заданной температуры.

Увеличение выдержки до 3-5 мин снижает эффект упрочнения.

Пример. Проводили закалку образцов и инструментов из сталей

Р6МБК5, Р6М5, с нагревом в хлоробариевой соляной ванне. Отпуск выполняли в муфельной печи. После термической обработки заготовки окончательно обрабатывали.

Режимы обработки и результаты испытаний представлены в таблице. Умень.шению размеров по предлагаемому способу способствует более полное выделение из мартенсита углерода и регирующих компонентов (Cr, Nn и др.) поэтапно- во время закалки, при отпуске что увеличивает количество карбидной фазы, а следовательно, и износостойкость.

Увеличение теплостойкости вызывается тем, что-карбиды цементитного типа при отпуске переходя г в карбиды

М С, кроме того, выделяются карбиды

МС, содержащие ванадий, в то-время как вольфрам и молибден остаются в твердом растворе в большем количестве, а также присутствием некоторого количества остаточного аустенита.

Применение предлагаемогб способа позволяет снизить трудоемкость шлифования заготовок мелких инструментов (метчиков, концевых фрез) после закалки в два раза эа счет уменьшения припуска более чем .два раза,, повысить механические свойства стали (прочность на 30%|ударную вязкость более 1,5 раза), повысить теплостойкость, а следовательно, и режущие свойства инструментов.

1101459

Режим термической обработки

Изменение размеров, мм, после

HRC отпуска закалки.

1 II III IV

Р5М5К5 Нагрев до 1220 С,выдержка 61-62 +О, 03

+О, 03 +О, 01 +О, 005 О

+0,025+0,003 0 . О

РбМ5

+О, 02

420-450

490-510

Р6М5

53-54 -0,008

54 -0,008

+0,02 +0,01 +0,005 О

+0,02 +0,01 +0,005 0

520-540 выдержка 20-30 мин, охлаждение на воздухе 55-57 +0,005

420-450

490-510

54-55 -0,008

56-57. -О, 01

Р6М5К5

520-540 выдержка 20-30 мин, охлаждение на воздухе

60-62 +0,02

Продолжение таблицы

HRC после нагрева

630ОС-4 ч

Суммарное, .:Свойства измерение

Ра эмера. мм HRC кгс/мм

Ф МВ

Сталь а, кгсм/см

P5N5K5 +0,075

2-2,2

65 57,5

2, 8-3 РбМ5

+0,048

15 с/мм,охлаждение в селитре прн 230 С, выдержка 12 мин, охлаждение на воздухе (известный).

Нагрев до 1220ОС, выдержка 15 с/мм„ охлаждение в воде при 85вС, выдержка 1,5 мин, перенос в печь на темпег ратуруд- С-:"

Нагрев до 1220ОС. выдержка 15 c/ìì, охлаждение в воде при 85 С, выдержка 1,5 мин, перенос в печь на темпер у ОC °

280-290

285-295

+О, 02 +О, 01 +О, 005 0

+0,03 +0,015 +0,01 О

+0,025 +0,016 +0,01 О

+0,025 +0,015 +0,008 О

1101459

Продолжение таблицы

HRC после нагрева

630ОC-4 ч

Свойства

Сталь ч r

2 кгс/мм кгсм/см

64 340-370

Р6М5

390-400

64,5

64,5 380-390

3,3-3,5

58,5

65

Р6М5К5

65, 5

60,5

59,5

65,5

Составитель P.Êëûêîâà

Техред A. Кикемезей Корректор A.Ôåðåíö,Редактор.Н.Джуган.

Заказ 4724/14 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Суммарное измерение размера, мм

+0,027

+0,027

+0,040

+О, 047

+О, 041

+0,068

290-310

350-380

320-350

3,2-3,5

3,6-4

1,8-2,3

2,8-3,3

1,8-2, 3