Способ изготовления инструмента с напаянными пластинами из быстрорежущей стали

Патент 734302

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

302

1 (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 050977 (21) 2520533/22-02 с присоединением заявки Ко (23) Приоритет

Опубликовано 15,0580 Бюллетень М9 18

Дата опубликования описания 150580

9/22

1/78

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

1.785.79

88. 8) (72) Авторы изобретения

A.Н.Тарасов и Л.С.Ремизович (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА С НАПАЯННЫМИ

ПЛАСТИНАХИ ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области инструментального производства, в частности к изготовлению составного ннструмейта и оснастки путем пр-maAки заготовок из быстрорежуших и других высоколегированных сталей, к корпусам из конструкционных углеродистых и малолегированных сталей с последуюшей термической обработкой 10

Известны способы изготовления режушего инструмента с напаянными пластинами из Р9, Р18 ° предусматриваюшие напайку пластин различными припоями при 1250-1310 С с последую- 1э шей закалкой с этой температуры на воздухе или в масле и трехкратным отпуском при 550-560 С, прн этом между отпусками осушествляют. заточку инструмента (1) ° 20

Такие способы не обеспечивают высокой твердости рабочей части (HRC=59-63) и теплостойкости

HRC (62(f С, 4 ч) ь 54. Износостойкость25 такого инструмента в 1,2-1,3 раза ни же,чем цельного иэ аналогичных сталей, закаленных с нагревом в соляных ваннах с последуюшим трехкратным .отпуском.

Для получения высокой твердости и теплостойкости пластины предварительно подвергают закалке и отпуску. на НЕС=62-65, а затем осуществляют напайку легкоплавкими серебросодержашими припоями с температурой плавления (600 С (2).

Однако это не обеспечивает высокой прочности спая и работоспособности инструмента при высоких скоростях резания и динамических нагрузках.

Наиболее близким к предложенному изобретению является способ изготовления различных видов инструмента, предусматриваюший напайку пластин при 1180-1220 С, полный отжиг с последующей закалкой в соляных ваннах при 1220-1290 С и трехкратным отпуском при 550-570 С (3). Твердость и красностойкость пластин достигает соответственно HRC=62-65 и HRC (6205 С, 4 ч) C 58, но не обеспечивается стабильная прочность спая, вследствие повышения жидкотекучести припоя при высоких температурах закалки.

Высокотемпературный нагрев при пайке ведет к окислению и частичному обеэуглероживанию пластин, которое увеличивается при последуюшем полном

734302 отжмге, так как инструмент при этом в течение 12-16 ч находится в окислительной атмосфере при 600-800 С (выдержка,при 850-860" С 6-8 ч) . Образующиеся обеэуглероженный слой и окалина увеличивают припуски на механическую обработку, снижают иэносостой5 кость. Применение защитных атмосфер при отжиге затруднительно, так как инструмент на отжиг подается сразу после пайки поштучно и печь-сборник (постоянно сообщена с атмосферой.

Закалка при 1220-1290 С вызывает дополнительное обеэуглероживание и окисление режущих кромок. Высокий нагрев необходим для обеспечения приемлемой теплостойкости и твердости напаянных пластин, однако при изготовлении инструмента со сложной конфигурацией, при пайке в закрытые пазы (цанги, упорные центра) такой нагрев вызывает дополнительную деформацию 20 заготовок, затрудняющую последующее чистовое шлифование и доводку.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости инструмента. 25

Цель достигается тем, что в известном способе, включающем пайку, отжиг с последующей закалкой и отпуском, заготовки предварительно нитроцементируют при 920-950 С и отпускают при

600-700 С, а пайку осуществляют при о 0

980-1120 С. Последующий отжиг проводят в нитроцементирующей атмосфере, нагрев для закалки осуществляют при температурах пайки, а отпуск вЂ” при

270-500 С.

Способ опробован в производственных условиях при иэготонлении различного режущего инструмента (проходные, отрезные и седельные резцы), а также втулок для оснащения люнетных цанг и упорных центров. Инструмент оснащают пластинами толщиной 5-8 мм и цилиндрическими заготовками с наружным диаметром 12-16 мм и внутренним диаметром 2-6 мм из сталей РбМЗ, Р6М5, Р12ф2К8МЗ, РбМ5К5. Нитроцементацию заготовок осуществляют в печах

Ц-25 и Ц-75.при расходе карбюризатора

234-270 см /ч, содержащего тризтаноламин с активизирующими добавками.

Нитроцементацию ведут в атмосфере с точкой росы 18-22 С, обеспео чивающей получение, в слое содержания углерода выше 1,8%, а азота выше

Оg2% ° Общая глубина слоя cocTBBJIHeT

1,8-2,0 мм для пластин и 1,8-2,2 мм для цилиндрических заготовок. После нитроцементации заготовки переносят на воздух, а затем в печь и проводят о высокий отпуск при 600-700 С, 4 ч, затем опескоструивают и напаивают. dO

Нагрев под пайку осуществляют т.в.ч. на установке ЛГЗ-67 в специальных индукторах, скорость нагрева s которых регулируют изменением удельной мощности, подаваемой на единицу.по- б5 верхности напаиваемой заготовки

0,1-0,2 кВт/см и периодическим отключением установки по реле времени. Общее время нагрева не менее 60с.

Отдельные виды инструмента нагревают в вакуумной печи. Подо1рев корпуса инструмента перед пайкой проводят на этих же установках до 700-800 С. Для пайки применяют высокопрочный латунный припой ЛМнМЦ-68-4-2, а также припой 6MN„ П110 и другие с температурой плавления 940-1080 С и температурами распая выше температуры .пайки. Напаянный инструмент помешают в печь (J,-75 на отжиг, разогретую до 600 С, и подают в нее карбюриэатор в течение всей длительности нагрева до 850-860 С, выдержки в течение 6-8 ч.и охлаждения со скоростью 20-30 /ч до 600 С.

Расход карбюриэатора 100-180 см /ч, что соответствует равновесному углеродному потенциалу выше 2,0%. После охлаждения с печью до комнатной температуры инструмент опескоструивают, проводят чистовую механическую обработку и закаливают, Закалку рабочей части проводят с нагревом в соляных ванных СП-3-75 и вакуумных печах

Ш-10, Ш-10К с охлаждением в масле или иэотермически в расплаве солей.

После двух-трехкратного стпуска при

270-500 С (в зависимости от температуры закалки) закаливают хвостовую часть инструмента с нагревом в соляных ваннах или на установках ЛГЗ-67 с отпуском на твердость слоя HRCâ€ = 4658 и сердцевины HRC=30-44 (в зависимости от вида инструмента). Закаленный и отпущенный инструмент окончательно шлифуют и затачивают, снимая припуски 0,1-0,3 мч.

Пример 1. Резцы проходные для обработки стали ЗОХГСА с 9 =100вЂ 1 кгс/мм изготовляют путем напайки пластин lбх20хб мм иэ стали P6MSK5.

Партию пластин (140 шт) нитроцементируют в печи Ц-25 при 940 С в течение

20 ч, 187 см /ч карбюриэатора, Образуется слой глубиной 1,8 мм, содержащий 61% карбидов, 2, 12% С и 0,21% N.

После отпуска при 680. С, 4 ч пластины опескоструивают и напаивают на державки сечением lбх25 мм из стали

40Х, Пайку припоем П110 проводят при о

1100 С. Партию напаянных резцов

48 штук помещают на отжиг в печь

Ц-25, разогретую до 630 С. Расход карбюриэатора 100 см /ч. После прогрева до 850 С расход увеличивают до 160 см /ч (3, 4% C) и додают выдержку б ч. Охлаждение со скоростью

30 /ч ведут до 560 С при расходе

120 см /ч, дальнейшее охлаждение с печью 100 /ч до 100 С. После заточки режущей части на глубину

0,3 мм закаливают резцы в хлорбариевых ваннах, температура нагрева

1100 С, 200 с, охлаждение в масле. .Отпуск трехкратный прн 500 C 2 ч, 734302 формула изобретения

Составитель Р.Клыкова

Редактор В.Трубченко Техред С.Мигай Корректор В,Синицкая

Заказ 2011/37 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, X-35,.Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент г.ужгород,.ул.Проектная,4 твердость рабочей части HRC=67,5-68,0; слой имеет глубину 2,4 мм. Державки закаливают с нагревом в соляной ванне СП-3-75 70% BaCl + 30% ИаС1, температура закалки 840 С, охлаждение в мадле, отпуск 470 С, 2 ч, твердость поверхности. составляет НИС=44-46, а сердцевины HRC=38-42. Послеокончательной заточки износостойкость

,резцов в 2,6 раза выше, чем обычные напаянные с пластинами из стали

Р18ФЗК8М. 1О

Пример 2, Цанги люнетные для подачи прутков диаметром 3 мм из стали 2Х13 на станках-автоматах продольного точения изготовляют путем спайки цилиндрической заготовки иэ нитро- 15 цементованной стали Р6М6 с корпусом из стаги ЗОХГСА. Заготовки диаметром

l2 мм с отверстием 2,6 мм нитроцементируют при 920 С, 22 ч, 176 си /ч карбюриэатора. Образуется слой глубиной 70

1,85 мм,.содержащий 2,07% С и 0,24%

N. Сердцевина, не,подвергшаяся нитроцементации, имеет сечение 4,5 мм

После отпуска 700 С, 2 ч и опескоструивания пайку проводят припоем

МНМц .68-4-2 на установке ЛГЗ-67 и цилиндрическом четырехвитковом индукторе прн 1060 С. Отжиг партии цинг

27 штук ведут непосредственно после пайки в нитроцементирующей атмосфере с углеродным потенциалом 1,0% при 30 о

840 С, 6 ч. Закалку после предварительного шлифования на 0,2 мм проводят от температуры 1060 С с нагревом в течение 40 мин в вакуумной печи

tt1-10 всей партии цанг, После охлажде- 35 ния в масле проводят отпуск 270 С, 4 ч и местный отпуск реэьбовой части цанги на установке ЛГЗ-67. Твердость рабочей части была HRC=68-69, корпуса вЂ” HRCpoe â€ -56-58 и сердцевины 40

HRC=-46-48, а на участке резьбы HRC=

=30-35. Износостойкость цанг до образования недопустимых рисок и изменения размера выше 0,4 мм была в 4, 3 раза выше, чем цельных нз стали 9ХС, и равна цангам с напаянными вставками иэ твердого сплава ВК8.

Предложенный способ обеспечивает повышение твердости и теплостойкости

Рабочей части на 2-3 единицы НрС

t теплостойкости при 620 С íà 5 7 еди ниц по сравнению с обычным паянным или цельным;инструментом из быстроРежущих сталей Способ позволяет достичь износостойкостн инструмента на уровне твердосплавного с пластинами и заготовками иэ вольфрамо-кобальтовых сплавов ВКб, ВК8, ВК10, ВК20, Работоспособность инструмента в условиях динамических нагрузок, контакт" ного износа, скоростного резания выше в,1,7-2,3 раза обычно паянного и. цельного иэ быстрорежущих сталей.

Способ устраняет образование трещин в пластинах прн пайке и последующих операциях, вследствие наличия вязкой сердцевины и более высокой теплопроводности за сч г образования сложных карбидов, содержащих .хром

I молибден и вольфрам, а также соотно- шения количества карбидов в металлической матрице.

Способ изготовления инструмента с напаянными пластнйамн иэ быстрорежущей стали, включающий пайку, отжиг при 850-860 С, закалку и отпуск, отличающий с ятем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости инструмента, пластины из быстрорежущей стали подвергают предварительной нитроцементации при

920-950 С и последующему отпуску при 600-700 С, а пайку осуществляют при 980-1120 С, отжиг вЂ” в нитроцементирующей атмосфере, нагрев под закалку вЂ” при температурах пайки и отпуск при 270-500 С, Источники информации, принятые во внимание при эксййртизб

1. Геллер Ю.A. Инструментальные стали. М., Металлургия, 1975, с.442-443.

2. Станки и инструмент, M., Ма-. шиностроение, М 3, 1974, с,21.

3. Инструмент составной из .быстрорежущих сталей, ОСТ. 32-54-74 °