Способ термической обработки быстрорежущих сталей
Иллюстрации
Реферат
(61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлево 1 5.03.76 (2l) 2335123/02 (5!) М. Кл, С 21П j/0
С 21 D 9/22 с присоединеиием заявки № (23) Приоритет
ГОЩДВРстВВиньФ ROkw87
СССР ие далам изобретаиий и итиритий
Опубликовано25.01.79.Бюллетень И 3
Дата опубликования описания 27 "01 79 (53) УДК 621.785. .61 6.28(088,8) A. H. Тарасов (71) Заавитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКИ ОБРАБОТКИ
БЫСТРОРЕЖУШИХ СТАЛЕЙ
Изобретение относится к термической обработке инструментальных сталей, в частности быстрорежущих, и может быть использовано при изготовлении различного режущего инструмента.
Известны способы термической обработки быстрорежущих сталей, предусматривающие закалку с подстуживанием .до 1000—
1030 С, проведение изотермической выдержки при 620 — 675 С, при этом температура нагрева под закалку на 100 — 180 С выше температуры рекристаллизации аустенита (11 (2(.
Известно также применение при нагреве, закалке и отпуске быстрорежущих сталей постоянного и реже переменного (напряженностью 600 — 20003) магнитного поля, наложение которого осуществляют как от температуры закалки до комнатной, так и при отпуске при 520 — 560 С, причем охлаждение обычно ведут со скоростью 50 — 200 С/сек (3).
Повышая несклько вязкость, такие способы не обеспечивают достаточной твердости и теплостойкости сталей, что ограничивает их использование.
Известен способ, предусматривающий двойную закалку от принятых температур с
2 изотермической выдержкой при 830 — 850 С в соляной ванне после нагрева под вторую закалку (4). Он обеспечивает некоторое повышение износостойкости за счет увеличения
{на 2 — 3%) количества карбидов в структуре стали.
Однако твердость и теплостойкость сталей, обработанных этим способом, недостаточна. Этому способствует высокая температура изотермической выдержки, когда даже за короткое время из твердого раствора успевают выделиться карбиды и последний обедняется легирующими элементами. При этом твердость снижается по сравнению с обычной закалкой на 1,0 — 2,0НК, особенно для стали Р6М5, а теплостойкость, например, для стали Р18Ф2К5, падает с 640 до т5 632 С, при этом HR = 57 вместо HQ = 58 при обычной закалке. В связи ъ,этим стойкость режущего инструмента, изготовленного из сталей Р18, Р9К5, Р18Ф2К5, Р6М5, работающего с разогревом режущей кром20 ки, снижается. Остается и склонность инструмента к выкрашиванию и разрушению при шлифовании, заточке и эксплуатации. так как механические свойства, в частности прочность при изгибе, также снижаются. Так, 3
643541 для стали Р6М5б „вЂ” -- 396- — 430 кг чм"-, -. с.
0cTастс5I HB уровне обычно закалс<шой стал!I, для стали Р9КО б„,3г = 370 - 380 кг, мм-, <то на 10 -15 кг, ммг ниже. чем при обычной зака JKP.
Способ может быть применен для обриботк!!стали, имеющей карбиднуK) нсодноро;ность не выше 1 — 3 балла, лишь при это,< условии обеспечивается достаточная механическая прочность инструмента..(у I«iiI>I подготовка структуры при i«pcHP <к);! з» калку. Кроме того, высокая тсчпсратура (срвой закалки ведет к увеличению обсзугл(рожи ванин, особенно чол 1бде!Новых л ((бальтовых cTB<)xo,lri мость в увеличении «pilpul cl<;I Ii; .,а OToIJhh и шлифование. Наложение х;а(I. i fllîãо !коля 1s
НРи отпУске незначительно (н!! 5--1 Оооо) Iioвышает прочность при изгибе и кручеIHHI, но на твердость и тсплостойкость, как II lipH закалке, влияния не оказывает.
Целью изобретения явл!1етл 11013!1 HpIIJIE
2О твердости и теплостойкостп, и также прочности и вязкости сталей.
Это достигается тем, что в извес гном способе термической обработки быстрорежуIILHx сталей, включающем двойнук) закалку с изотермической выдержкой и отпуск, нагрев под 2 первую закалку осуществляют «o —.åìïåðàтуры на 20 — 100 С ниже течпсратуры рскристаллизации аустенита,;! Нзотсрми Ipскую выдержку проводят при обеlix зака..lках, при этом охлаждение после выдержки до 200 — 250 С при каждой закалке ведут зо в переменном магнитном поле напряженностью 6000 — 10000 Э со скорос ью 5
20 С/мин, обеспечиваемой путем подогрсl3B изделий за счет тепловых потерь магнитного поля. Охлаждение при отпуске ведут аналогично охлаждению при закалке со скоростью 30 — 50 С/мин.
Нагрев до 1000 -1080 С при первой закалке обеспечивает значите lbiloP ра("<в(.:(ние углерода и легируK)H;Hx элсмо<гго ч(— 40 талличсской матрице при чш!Нма,l hi!<, x росте зерна аустенита, что прсдотврап!асп па:(ен ие про ности и Вязкостi i! pH (ов Орно!1! закалке. При этом мсдлспкос охлаждение в переменном магнитном ;ш,!с 13 3 BKox. интервале температур поз!3<>!!!Ст Ilçìñ,(ь IHTI> бл
I H P o B B H l I H .i JJ T P JI IL E>I E3 of « i
H l ауcTp (!IT>I 1 нптс! с:!нный ро! T которого НроI!< ход)гг Hpil I!звсстш)й зак,".,!кс), вс IPHcTHH( чего щ>вы!и:с-ся предел пр<>чпосTH при изгибе, уменьшается склонность к хрупко!му разрушению, При повторной закалке в(роцессе охлажженил в магнитном поле Е3 микрообласлях, ;!ретерпевших мартенси r»oe превращение, иннин:!рованнос магнитным полем при Iiepвой закалк(, наследственно повышается количество ферромагнитной фазы — мартснсита, создаются оптимальные условия для получения скрытоигольчатого мартенсита с мельчайшими выделениями карбидов и интерметаллидов при минимальных напряжеНННх в микрообластях выделений. Все это приводит к дополнительному повышению тВЕРДОСтн, ИЗНОСОСтОйКОС(И И ПРОЧНОСТИ ПРИ ударных нагрузках.
IIo предлагаемому спосооу проводили обрабо) ку образцов для механических испытаний, измерения магIIHTHl испытаний H инструмента — седельных резцов, фрез, разверто), мс<чиков, из сталей РбМ5, Р18, Р18Ф21х5, Р9К5, ГОФ21х8М6ЛТ. Инструмент
HB!peaBли в соляных ваннах, раскисленных фтористым магнием 3 — 4P/p от веса соли.
Состав ванны подогРсва 70оip ВаС!г +
+ 30о
1!Роводили н ваннах состава 72", о СаСI, -+
-1 28",о ХаС1.
Ох>)ажден ие от тем перат уры изотер,IHчсской выдержки при каждой закалке и проведении OTIiуска осущсствля.!и в индукцион-! (ой установке с магнитным полем частотой ! = 50 Гц и макси.,<алькой напряженностью
10000 Э. Величина HBHpsi>KPIJHOcTH магниткпо поля изменялась путем включения соответствующего числа секций индуктора.
Скорость oxëà>KäåHHÿ обрабатываемых изделий в индукторе регулировалась путем изменения мощности, подаваемой на него. и р icxozB вокалуxa, обдуваю!него изделия. 0хлаждсние при отпуске H магнитном поле вели д0 200 — 250 С со скоростью 30—
50 С(х1:lil, 0KQH IBTc BbHop охлажденнp воздухе.
После закалки и 1 — 2 — 3-кратного отпуска проводилп металлографичсские исследования, рснтг(ноструктурный анализ. Нзмсря IH мапштныс характеристики, твердость, прочность при изгибе, определяли ударную вязкость.
По предлагаемому способу проводили обработку специа IHHhix резцов из стали РбМ5 се-<еш!См 8 мм.
Г1ервая закалка. Подогрев при 860 С, ! 0 мин; нагрев до 1030 С, 60 сек, охлаждение в расплаве соли 560 С. 5 мин, а затем в магнитном поле напряженностью 9000 Э, ! =- 501 H со скоростью 15 С мип в течение
15 ми:1 до 200 С, затем Hcl воздухе.
Вторая закалка. ITugui рсв при 860 С,,) мин, затем IipH 1225 С, 120 сек; охла>кде643541
Фор,1гг/«га иг«гбретенггя
Составитель В. Рунов
Редактор Т. Фадеева Техред О. Луговая Корректор T. Вагикови ч
Заказ 7945/26 Тираж 652 годиисное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изОбретений и от <рь.-,ий l3035, Москва, Ж-35, Раушская иао., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ние в расплаве соли 560 С, 5 мин, затем в магнитном поле аналогично первой закалке с окончательным охлаждением на воздухе.
Отпуск. Двухкратно — нагрев в соли
560 С, 40 мин; охлаждение — в магнитном поле напряженностью 9000 Э, f = 50 Гц со скоростью 50 С/мин в течение 10 мин до
250 С, далее на воздухе.
Использование предлагаемого способа для обработки режущего инструмента из обыч- го ных сталей Р6М5, Р18 и сталей повышенной производительности Р9К5, Р18Ф2К5, Р18Ф2К8М позволяет повысить его износостойкость на 10 — 15 /о даже при резании труднообрабатываемых материалов (ба
= 120 кг/мм ), а также исключить разрушение инструмента при эксплуатации за счет высокой прочности и вязкости, которые пре.вышают те же свойства при обработке по известным способом на 20 — 30 /о.
Способ позволяет шире использовать для изготовления режущего инструмента стали
Р6М5, Р6МК5 вместо дорогих сталей Р18, Р9К5, так как твердость и теплостойкость их после обработки достигает уровня последних. 25
Способ термической обработки быстрорсжущих сталей, включающий двойную закалку с изотермнческой выдержкой при температуре отпуска и отпуск, от.гичающийся тем, что, с целью повышения механических свойств и теплостойкости, нагрев под первую закалку осуществляют до температуры на
20 — 100 С ниже температуры рекристаллизации аустенита, изотермическую выдержку проводят прн обеих закалках, при этом охлаждение после нзотермической выдержки до 200 — 250 С при каждой закалке ведут в переменном магнитном поле напряженностью 6000 — 10000 Э со скоростью 5—
20 С мин.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское -видетельство СССР
Хо 287077, кл. С 21 D 9/22, 1970.
2. Авторское свидете 1bc TBQ СССР
Хо 331105, кл. С 2! D 9/22, 1972.
3. Бернштейн М. 7. Термохгагнитная обраоотка стали. М,, «Металлургия», 1968, с. 19 — 35.
4. Авторское свидетельство СССР
Лге 369153, кл. С 21 D 9, 22, 1973.