Способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали

Способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: инструмент из быстрорежущей стали обезжиривают, декопируют и упрочняют в водном растворе тиоамида и соли свинца при 20-80°С. Количество тиоамида и соли свинца берут - 0,2-10 г/л при соотношении их 1 : 0,5-4:1. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 (21) 4896132/02 (22) 30.10.90 (46) 23.07.92. Бюл. hL 27 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.M.Êèðîâà (72) Р,А.Юсупов, Н,И.Мовчан, В.С.Цивунин,.

Ю.П.Буравчук, О,В,Погребенко и А.Т.Тихонравов (56) Патент Японии М 59-242224, кл. С 10 M 103/00, С 23 С 14/06, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1351979, кл. С 21 0 9/22, С 23 С 20/00, 1986.

Изобретение предназначено для при. менения в машиностроении и других областях промышленности, связанных с металлургией, в частности, для упрочняющей обработки металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали.

В настоящее время для повышения стойкости трущихся деталей предложено достаточно много различных твердых смазочных веществ или покрытий. Большинство иэ них основано на нанесении пленки сульфида молибдена путем вакуумирования. . Основным недостатком известных способов является использование специального дорогостоящего вакуумного оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ нанесения антифрикционных покрытий, где упрочнение инструмента проводится в четыре стадии: обезжиривание, обработка тиоацетамидными соединениями, навесение молибденового ангидрида и термообработки при 250 — 300 С.

„„5U „„1749269 А1 (я)з С 21 О 9/22 С 23 С 22/60 (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА И3 БЫСТРОРЕЖУЩЕИ СТАЛИ (57) Сущность изобретения: инструмент из быстрорежущей стали обезжиривают, декопируют и упрочняют в водном растворе тиоамида и соли свинца при 20-80 С, Количество тиоамида и соли свинца берут0,2-10 г/л при соотношении их 1: 0,5-4:1. 3 табл.

Недостатками этого способа являются невысокая стойкость инструмента, длитель- З ность процесса, высокий расход исходных реактивов, а также использование высоких температур, что ведет к загазованности ра- С.. боче го места продуктами термораэложения.

Целью изобретения является повышение стойкости инструмента и улучшение технологических характеристик процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе уйрочнения инструмента из быстрорежущей стали, включающем обеэжири- О вание и обработку инструмента тиоамидами, согласно изобретению, после О процесса обезжиривания поверхности про- О водят декопирование, а обработку тиоамидами ведут путем опускания инструмента в водный раствор, содержащий соль свинца (II) и тиоамид. в молярном соотношении

1:0,5-4:1 в количестве 0,2-10 г/л при рН

12-13 и 20-80 С, Предлагаемый способ отличается от известного тем; что процесс упрочнения проводят при более низких температурах в щелочном растворе тиоамида в присутствии

1749269

20

30

40

55 соли свинца (И) и без термообработки инструмента, Предлагаемый способ осуществляют следующим образом, Предварительно заточенный инструмент обезжиривают с помощью насыщенных водных растворов карбоната натрия, тринатрийфосфатэ или синтетических моющих средств типа "Лотос", "Мальва", декопируют путем опускания в раствор соляной кислоты (1:1) на 0,5-1 мин, затем промывают водой и опускают в раствор, содержащий едкое кали едкий натр, ацетат или нитрат свинца (И) и тиомочевину или тиосемикарбазид, Рабочая площадь инструмента 500 — 100 см на 1 л раствора. Через 10-60 мин инструмент вынимают из раствора. промывают водой и высушивают, При этом поверхность

- приобретает черную блестящую окраску, характеризующую качество полученной пленки сульфида свинца, что соответствует увеличению стойкости инструмента (см, табл,1).

Упрочненные таким способом сверла подвергают испытаниям в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 2034-80.

Возрастание стойкости (см. табл,1) находят путем деления числа отверстий, просверленных с помощью упрочненных сверл, к числу отверстий, просверленных неупрочненными сверлами.

Пример, Предварительно сверла по

ГОСТ 10902-77 из быстрорежущей стали марки Р6М5 по ГОСТ 19265-73 диаметром

6-8 мм отмывают щеткой в насыщенном растворе карбоната натрия, споласкивают водой; декопируют в течение 1 мин в соляной кислоте (1;1), споласкивают водой и опускают в стакан емкостью 1-1,5 л. Затем готовят реакционную смесь путем смешивания 100 мл 0,2 М раствора тиосемикарбазида, 50 мл 0,2 M раствора ацетата свинца, 795 мл дистйллированной воды и 55 мл 2 М едкого кали так, что в растворе содержится порядка 4 г/л ацетата свинца, 2 г/л тиосемикарбазида и 6.г/л КОН. Сверла погружают в приготовленный раствор и выдерживают 60 мин при комнатной температуре. Затем сверла вынимают, споласкивают водой, высушивают и испытывают в соответствии с ГОСТ 2034-80.

Аналогично проводят упрочнение сверл, изменяя соотношение компонентов реакционного раствора. Полученные данные представлены в табл.1.

Как видно из табл.1 оптимальным для . упрочнения является раствор, содержащий

6 г/л едкого кали, 4 г/л трехводного ацетата свинца и 2 г/л тиосемикарбазида, что соответствует образованию в растворе комплекса свинца с тиоамидом в малярном соотношении 1:2 при рН 12.

Аналогично проводят испытания на фрезах и ромбических пластинах из быстрорежущей стали, Возрастание стойкости инструмента проводят в соответствии с ГОСТ

1695-80 и ГОСТ 5688-61. В качестве примеров в табл. 2 показано возрастание эффективности использования инструмента после химического упрочнения в различных режимах его работы при обработке деталей разных марок.

Как следует из табл.2, стойкость различного инструмента после химического упрочнения возрастает в 2 — 10 раз в зависимости от числа оборотов и сорта обрабатываемых деталей.

В табл,3 приведены результаты испытаний сверл, упрочненных предлагаемым способом и по прототипу, и даны технологические характеристики процессов упрочнения.

Как следует из табл.3, предлагаемый способ упрочнения позволяет: увеличить стойкость инструмента в 3,5 — 4 раза по сравнению с неупрочненным; исключить стадию термообработки и попадания цианидов в рабочую атмосферу, сократить время упрочнения инструмента в 2 — 6 раз в зависимости от температуры реакционного раствора; уменьшить расход реактивов, в частности тиоамидов, в 10 раз по сравнению с прототипом, Испытания сверл из быстрорежущей стали, упрочненных предлагаемым способом, в сравнении с неупрочненными, показали возрастание стойкости в 3-4 раза.

Испытания различных инструментов в производственных условиях показали возрастание стойкости инструмента после химического упрочнения в 2-10 раз.

Ф о рмула изобретения

Способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали, включающий обезжиривание и обработку инструмента в водном растворе тиоамида, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента и улучшения технологических характеристик процесса, после обезжиривания проводят декапирование, обработку ведут в водном растворе, дополнительно содержащем 0,2-10 г/л соли свинца при соотношении ее к тиоамиду.

1:0,5-4:1, при рН раствора 12-13, а температуре 20 — 80 С.

1749269

Таблица

Влияние состава реакционного раствора на стойкость инструмента (спиральные сверла по ГОСТ 10902-77, диаметр сверл 6,8 мм, материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5 по

ГОСТ 19265-73; химическое упрочнение в течение

60 мин при 25 С) Сp1 Ас, Зц,о тск °

С г/л г/л

Примечание рн

КОН

Пример

Покрытие блестящее, плотное, ровное

4,0

6,0

2,0

2,0

11. 1,5-2

4,0

2,0

13 1,5

4,0

2,0

20,0

12 . 2 3

2,0

6,0

2,0

12 3-4

4,0

4,0

6,0

12 3 -3,5

4,0

8,0

В растворе избыток ТСК.

Иного PbAc ЗН О идет на образование аморфного осадка PbS, а не пленки

6,0

12 3-4

7 6,0

8 6,0

То we

4,0

8,0

12 3 - 3,5

10,0

20,0

12 1 1,5-2

9 6,0

0,4

0,2

12 c 1,5.-2

Ъ

12 3-3 5

0,8

40,0.6,0

10,0

1О

0,2

То же

l0,0

Аналогично примеру 8

Испытания на стойкость проводились в следующем режиме станок мод 6М12П с подводом СОЖ (5Ж водная эмульсия) 3 л/мин, скорость вращения - 1600 об/мин, подача 0,16 мм/об, глубина сверления - 18 мм, обрабатываемый материал - сталь 45 (3f- ТСК - тиосемикарбазид).

Возрастание стой" кости (количество раз) Покрытие неровное, т.к. наряду с PbS образуется РЬ(ОН), который выпадает в осадок нарушая структуру

Увеличение рОН приводит к ухудшению качества Pbs, т. к. появляется Pb(CN)g за счет щелочного гидролиза ТСК

Недостаток Pb (II) в растворе приводит,к уменьшению толщины пленки

В.растворе избыток ТСК, который не вступает в химическую реакцию (перерасход реагента) Увеличение концентрации ТСК и РЬАс 3Н О в растворе не приводит к дальнейшему возрастанию стойкости, т.к. большая часть реактивов идет на образование аморфного осадка

Уменьшение концентрации ТСК и РЬАс ЗН О в растворе ведет к увеличению-индукционного периода реакции, что требует увеличения времени для упрочнения инструмента

1749269

Таблица2

Эффективность использования инструмента с химическим покрытием в производственных условиях

Наименование и марка обрабатываемой детали

Режим а боты

Наименование и марка инструмента

Эффективность использования количество раз частота вращения,06/мин подача, мм/об

Втулка коллектора ГПА-600 СТ-3

Сверло Р6М5 диаметр 22,5 и 17,5

400

0,315 (СОЖ) Фреза Р6М5 диаметр 24,8

Вал 8 ТД 200.678

СТ 45

315

20 (СОЖ) Латунный корпус щеткодержателя ЛЦИОС

ДК-717 8 ТД

006.034

Сверло Р6М5 диаметр 8,0 длина

200

700

0,2

Крышка 607 (литье) СТ-3

Пластина Р20 ромбическая

140

0,2

Пластина Р20 ромбическая

Крышка 756 СТ-3

500

0,3 (СОЖ) Пластина Р20 ромбическая

Конус 047 (литье) 140

0,24 (СОЖ) Примечание.Химическое упрочнение проводят 60 мин при 5 в раст

Составитель P,Þñóïîâ

ТехредМ.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Т.Иванова

Заказ 2565 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушсквя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 воре, содержащем

2 г/л тиосемикарбаэида. 4 г/л трехводного ацетата свинца и 6 г/л едкого кали, Таблица3

Сравнительные данные по упрочнению сверл, обработанных по известному и предлагаемому способам (условия проведения испытаний см. в табл, 1).