Режущий инструмент для грануляции пластмасс

Режущий инструмент для грануляции пластмасс

Реферат

 

Использование: гранулирование полимерных материалов. Сущность изобретения: режущая часть со стороны корпуса снабжена опорной подложкой в виде по меньшей мере одного дополнительного слоя, выполненного из стали и/или сплава с большей пластичностью, чем пластичность материалов слоев, выполненных из твердого сплава и инструментальной стали. Один из дополнительных слоев выполнен из материала, обладающего свойствами твердых смазок. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии переработки пластмасс и может быть использовано в оборудовании для гранулирования полимерных материалов.

Известна композиционная заготовка инструмента, состоящая по меньшей мере из двух частей. Одна из них имеет износостойкий поверхностный слой из спеченного твердого сплава. Вторая часть заготовки является опорной подложкой и изготовлена из инструментальной стали [1] Инструмент обладает механической прочностью инструментальной стали и износостойкостью твердого сплава. Кроме того, режущая кромка тонколезвийного инструмента, выполненная из твердосплавного (поверхностного по аналогу) слоя композиционной заготовки, не отличается требуемой долговечностью при переработке полимеров с абразивными наполнителями.

Известен наиболее близкий к заявленному режущий инструмент для грануляции пластмасс, содержащий стальной корпус и режущую часть в виде слоистого износостойкого элемента, один из слоев которого выполнен из инструментальной стали, а второй из твердого сплава [2] Второй слой двухслойного элемента выполнен из инструментальной стали и расположен на передней поверхности и части задней поверхности режущей части, а слой твердого сплава расположен под ним на задней поверхности. Однако при достаточно высокой стойкости к выкрашиванию режущей кромки и высокой износостойкости двухслойного элемента в целом инструмент не лишен недостатков. При малой толщине слой из инструментальной стали (например, при отношении 1:3 толщины слоя из стали к толщине слоя из твердого сплава), при дефектах в соединении двухслойного элемента с корпусом или при экстремальных нагрузках не исключены поломки двухслойного элемента. Это объясняется относительно невысокой прочностью твердосплавного слоя и снижением прочности слоя из инструментальной стали в процессе компактирования двухслойного элемента (в условиях температур, превышающих температуру аустенизации инструментальной стали).

Технический результат изобретения состоит в повышении эксплуатационной надежности и долговечности инструмента для грануляции пластмасс.

Это достигается тем, что в режущем инструменте для грануляции пластмасс, содержащем корпус и режущую часть в виде слоистого износостойкого элемента, один из слоев которого выполнен из инструментальной стали, а второй из твердого сплава, согласно изобретению режущая часть со стороны корпуса снабжена опорной подложкой в виде по меньшей мере одного дополнительного слоя, выполненного из стали и/или сплава с большей пластичностью, чем пластичность материалов слоев, выполненных из твердого сплава и инструментальной стали.

Кроме того, отличительным признаком предложенного решения является то, что по меньшей мере один из дополнительных слоев выполнен из материала, обладающего свойствами твердых смазок.

На чертеже схематично изображено поперечное сечение возможного выполнения инструмента для грануляции пластмасс.

Инструмент содержит корпус 1 с режущей частью в виде слоистого элемента 2. Первый слой 3 элемента 2 выполнен из инструментальной стали и расположен на передней поверхности 6 ножа, второй слой 4 выполнен из спеченного твердого сплава и расположен под слоем 3. Режущая часть 2 со стороны корпуса 1 снабжена опорной подложкой в виде соединенных друг с другом дополнительных слоев 5, выполненных из сталей или сплавов с большей пластичностью, чем пластичность материалов слоев, выполненных из твердого сплава и инструментальной стали. Дополнительный слой 5 может быть один из стали или сплава либо их может быть несколько. Один из слоев 5 в свою очередь соединен со слоем 4. При этом слои 3, 4, 5 своими торцами формируют заднюю поверхность 7 режущей части. Инструмент установлен с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью 8 фильеры 9.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Режущий инструмент нож (или несколько ножей), прикрепленный корпусом 1 к ножевой головке (не показано), прижат к рабочей поверхности 8 фильеры 9 и вращается относительно неподвижной фильеры. Задняя поверхность режущей части, образованная торцами слоев 3, 4, 5, скользит по поверхности 8. При этом слой 4 из твердого сплава режущего элемента, имеющий более высокую износостойкость, воспринимает давление прижатия ножа к фильере и тем самым эффективно снижает износ задней поверхности ножа. Слой 3 режущего элемента, имея большую в сравнении с твердым сплавом ударную вязкость, предотвращает выкрашивание режущей кромки, обеспечивая ее самозатачивание. Опорная подложка, выполненная в виде слоев 5, придает режущей части более высокую прочность, что позволяет обеспечить работоспособность инструмента в условиях экстремальных нагрузок. При этом благодаря более высокой пластичности и податливости материалов слоев 5 достигается способность режущей части выдерживать деформацию за пределами упругости материалов слоев 3 и 4, повышается надежность и долговечность инструмента. Кроме того, при трении задней поверхности 7 режущей части о рабочую поверхность 8 фильеры 9 благодаря износу по крайней мере одного из слоев 5, материал которого содержит компоненты, обладающие свойствами твердых смазок, происходит самосмазывание поверхностей трений (фильеры и ножей), снижается скорость износа задней поверхности и дополнительно повышается долговечность инструмента.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации инструмента в качестве материалов для изготовления дополнительных слоев, выполняющих функцию опорной подложки (при компактировании многослойного элемента), может быть использован широкий класс сталей и сплавов, обладающих одновременно высокой пластичностью и прочностью. Некоторыми из сталей, удовлетворяющих этому условию, являются: сталь 35ХН, сталь 45, сталь 30ХГСА, относящиеся к классу улучшаемых конструкционных сталей; низколегированные стали с повышенным пределом текучести сталь 20 ГС, сталь 20 ГНФ, аустенитная хромоникелевая сталь Х18Н10 и др. Сплавами, пригодными для изготовления слоев опорной подложки, являются легированные никель-хромовые, никельмедные, железоникелевые сплавы и др.

В качестве материалов, обладающих свойствами твердых смазок, для изготовления дополнительных слоев могут быть, в частности, использованы износостойкие материалы, способные образовывать на поверхности трения (пары "нож-фильера") противозадирные пленки на основе оксидов некоторых металлов, напримеp меди или железа.

Формула изобретения

1. РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ПЛАСТМАСС, содержащий корпус и режущую часть в виде слоистого износостойкого элемента, один из слоев которого выполнен из инструментальной стали, а второй - из твердого сплава, отличающийся тем, что режущая часть со стороны корпуса снабжена опорной подложкой в виде по меньшей мере одного дополнительного слоя, выполненного из стали и/или сплава с большей пластичностью, чем пластичность материалов слоев, выполненных из твердого сплава и инструментальной стали.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из дополнительных слоев выполнен из материала, обладающего свойствами твердых смазок.

РИСУНКИ

Рисунок 1