Способ химико-термической обработки быстрорежущих сталей

Способ химико-термической обработки быстрорежущих сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР № Я350

КЛаСС 1-ОС-,— 3,-,

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при CIA CCCI

Д. А. Прокошкин

Способ химико-термической обработки быс р р у сталей

Заявлено 28 и оня 1940 г. в Наркомстанкостроения 3a № 33391 (23836Ц с присоединением заявки ¹ 33689

Опубликовано 31 марта 1944 тода

Для повышения стойко" ти в работе инструментов из быстрорежущих сталей известна их химико-термическая обработка путем нагрева в среде углерод- и азотсодержащих газов и твердых смесей.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что указанный нагрев производят после нормальной термической обработки инструмента.

Предлагаемый способ обработки сводится к следующему. Инструменты из быстрорежущих сталей предварительно проходят обычную термическую обработку на высокую твердость и механическую обработку, включая заточку, после чего они подвергаются нагреву в среде углерод - и азотсодержащих газов и твердых смесей.

Температура обработки может колебаться от 500 до 580, в зависимости от марки стали инструмента.

Она соответствует температуре отпуска сталей на вторичную твердость после закалки (или на 5 — 10 ниже).

Рекомендуются температуры п).оцесса: для сталей марки РФ-1, Р, ЭИ-262, ЭИ-290 и им подобных............ 550 — 560 для сталей марок ЭИ-184, ЭИ-172, Х12М и им подобных 540 — 550

При ведении процесса в газовой среде (газовое цианирование) могут быть использованы самые разнообразные углеродсодержащие газы, как то: светильный, коксовьш, генераторньш, пиролизньш or нефтепродуктов (керосиновый, нефтяной), бутановый, пропановый и др. Смесь углеродсодержащих газов н аммиака целесообразно составлять с содержанием аммиака 20 — 40 о. С успехом также могут применяться синтетические газы, например, получаемые путем пропускания аммиака через раскаленный уголь и др.

Процесс газо ваго цианированяя инструментов может осуществляться в обычных термических печах с железным (лучше из жароупорной стали) муфелем. Последний должен быть снабжен герметическим затвором (крышкой), .а также трубками для итодвода и отвода газов. Вполне удобными для ведения предлагаеМ б3 50

Состав 1

60 70%

40 -30%

Древесный уголь

Кровяная соль

Состав П

Древесный уголь .

Животные вещества

Кровяная соль

Карбонаты

40 -50%

20 — 30 / о

l 5 — 20%

15 — 20%

550 Тве рдость час >в вины

40 60 о/о

20 — 400/о

20 — 25%

РФ-1

ЭИ-262

ЭИ-184

ЭИ-260

ЭИ-284

ЭИ-290

1128 1178

1128 1178

1051 1103

1103 1159

1103 1178

1)03 1178

1051

1051

959

1003

1003

1003

813

8:0

850 мого процесса являются муфельные печи, предназначенные для газовой цементации и азотизации стали, Перед впуском в печь аммиàк,и углеродсодержащие газы следует просушивать, например, путем пропускания через хлористый кальций. Отходящие газы должны или сжигаться, или,в ыводиться из помещения наружу, они содержат аммиак:и синильную кислоту.

Выдержка при температуре газового процесса может колебаться от

30 мин. до 2 час., в зависимости от формы и размеров инстру мента.

Мелкие резьбовые инструменты c;Ieiдует выдержать от 30 до б0 мин.; среднего размера фрезы, сверла, дисковые резцы, отрезные резцы и т. п. — от 60 до 90 мин., крупные фрезы и сверла — от 90 до

120 мин. Чем меньше инструмент и сложнее режущая кромка, тем короче выдержка, и наоборот, тяжело нагруженный и крупный инструмент требует более длительной выдержки.

Для ведения процесса в твердой среде (сухое цианирование) составляются =.ìåñè из древесного угля, кровяной соли, животных веществ (в натуральном или обугленном виде: рог, кость, копыто) и карбонатов, Смеси могут быть взяты различного состава. Хорошие результаты даlот следующие см еси, расположенные по нисходящей активности:

Состав 1П

Древесный уголь .

Животные вещества

Кровяная соль

Состав IV

Дгпевесный уголь........ 40 — 6 %

Животные вещества...... 20 — 40%

Кровяная соль......... 20 — 25%

Древесный уголь (можно заменять опилками, коксом) и животные вещества применяются сухими, измельченными до размера зерен 3—

7 мм ai поперечнике.

Инструменты со смесью упаковываются в железные ящики, размером 100 X 200:м м,;причем слой смеси вокруг каждого инструмента должен быть толщиной не менее

10 — 15 мм. Ящики плотно накрываются крьицками, обмазываются глиной и загружаются в печь для нагрева о темпера туры процесса.

Выдержка при температуре процесса колеблется от 1 go 4 час., в зависимоcòè от формы и размера инструмента. Резьбовые инструменты малого ра змера с шагом резьбы до 2 мм в ыдержи ваются 1 /в — 2 чг.=., сверла, развертки и зенкеры среднего размера — 2 /в — 3 .час., дисковые фрезы, круглые резцы, фрезы цилиндрические — 2 — 3 час., лопаточные резцы, крупные червячные и шлицевые фрезы — 3 — 4 часа.

По окончании выдержки ящики выгружаются из печи и охлаждаются на воздухе до температуры

50 — 100, после чего они распаковываются и инструмент далее охлаждается на .воздухе.

При нагреве инструментов в указанных газовых и твердых смесях происходит изменение состава, микроструктуры и свойспв поверхностного слоя стали. Твердость, красностойкость и сопротивление износу значительно возрастают. Об изме,нении поверхностной твердости закаленных быстрорежущих сталей после обработки при 550 в смеси б0% древесного угля и 40% желтой кровяной соли можно судить по данным табл. 1, Таблица т

Твердость по Виннерсу быстроренсущих сталей после «сухого цианирования»

Mарна I В лер са при ! 2 часа 4 часа 8

Л 63350

TQo 7пцп 3

Количество обработанных деталей

c= \ .С о (» с

Х с „ с

0 v

Обработка резцов

Я

:=-=! о

= =.(1

1 Zxl р .,о ос!

После переточек

Тпблицп 2 г

Без обработки в смеси

Обработанные в смеси .

<:>

"О с

Я

93 i 85;

I (222, 190 ) 100

Х12М !

1 азовая среда

178

170

223

870 870 858 870

1. Обычная .

743 2. Аммиак через раскаленный столь .

1159i1159 1103

1003

1159

3. Генераторный газ —, — аммиак (25о:;) °

1159 1159 1159

1188

1027

4. Светильный газ — аммиак (25 /о) И59

1159

1159 1159

1003

5. Коксодоменный газ+ — аммиак

125%) 1159

1159

1051 (ЭИ -184) Об изменении поверхностной твердости закаленных быстрорежущих сталей после обработки при 550—

560 = в смеси аммиака и различных углеродсодержащих газов можно с дить по данным табл. 2.

Твердость по Виккерсу быстрорежу1цих сталей после газового цианирования при 550 с выдержкой 2 часа

Благодаря повышению твердости поверхностного слоя стали, резко возрастает стойкость инструментов в работе. После обработки в смеси светильного газа (75%) и аммиака (25%) дисковые, пазовые и отрезные резцы показывают повышение стойкости более чем в два раза.

Фрезы и зенкеры повышают етой; кость в три-четыре раза. Цилиндрические и хвостовые резьбовые фрезы дают повышение стойкости в нять-шесть раз.

После обработки в твердых смесях стойкость инструментов также возрастает в два-четыре и более раза. Например, дисковые резцы диаметром 65 мм и толщиной

12,8 мм из стали ЭИ-262 после обработки в смеси 60% древесного угля и 40% желтой соли при 560 с выдержкой 2 час. показали следующую стойкость по углеродистой стали (табл. 3).

Сравнительная стойкость дисковых резцов

Резьбовые фрезы диаметром 40 мм с шагом резьбы 2,0 мм после обработки прн 560 с выдержкой 1 /.—

2 час. в смеси 60",о древесного угля и 40о желтой соли, повыша1от стойкость в пять-шесть раз.

Обработка инструментов по предлагаемому способу может быть совмещена с отпуском инструментов, идущим после закалки. Если отпуск повторяется несколько раз (многократный), то химико-термическу1о обработку инструментов в газовых и твердых смесях следует совмещать с последней операцией отпуска.

Инструменты, затачиваемые со стороны одной рабочей грани (передней или задней), сохраняют высокие свойства и после переточки, поэтому онп не нуждаются в повторной химико-термической обработке после каждой заточки. Инструменты, затачиваемые по обеим рабочим граням, нуждаются в повторной обработке после каждой заточки.

Предлагаемые процессы обработки инструментов отличаются простотой и доступностью для любого металлообрабатывающего завода. Выполнение их не связано с личной опасностью для обслуживающего персонала.

Ъ< 63350

Предмет изобретения

Техн. редактор М. С. БондаРев

Отв редактор Д А Михайлов

Л45649. Подписано к печати 18/IV 1945 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 24

Типография Госпланиздата, нм. Воровского, Калуга

Способ кимико-термической обработки инструментов из быстрорежущих сталей путем нагрева в твердой или газовой среде, содержащей азот и углерод, отл и ч а го щ и йс я тем, что указанный нагрев при

500 — 580 производят после нормальной термической обработки инструментов.