Способ изготовления инструмента

СОЮЗ С 08 ЕТСНИХссссссдвсдвнссРЕСПУБЛИК ЯО 1139759 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯв дввввсадст авсаатвъатвт тасс; . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1.Космачев И,Г. Карманный справочник технолога-инструментальщика. И., "Машиностроение", 1969, с, 219.2;Кармин В,П. и др. Контактно- реактивная пайка твердого сплава в вакууме ленточными многокомпонентными припоями. - "Сварочное производство", 1975, У 10, с33.З.Авторское свидетельство СССР по заявке У 3491783/22-02, кл. С 21 0 9/22, 1982. 4(5) С 21 0 9/22 С 21 Р 1/74(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА, преимущественно паяного спластинами из твердого сплава, включающий заточку, вакуумную закалку путем нагрева до температуры закалки,выдержку и охлаждение с регламентированной скоростью до 2000 С и окон- .чательную химико-термическую обработку в вакууме, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения .износостойкоети, твердости, прочностии жесткости инструмента, нагрев до.температуры закалки совмещают с пайкой, охлаждение до 200 С производятсо скоростью 45-65 С/с, заточку производят после закалки, а химикотермическую обработку осуществляютпутем нитрооксидирования при 630680 С.201139Изобретение относится к изготовлению и обработке режущего инструмента с пластинами из твердого сплава,при-, крепленными к корпусам-державкам методом пайки, а также к термической и химико-термической обработке твердосплавного паяного инструмента, в частности специального мелкого режущего инструмента, конструкционные особенности которого не позволяют1 О выдерживать стандартное соотношение толщины твердосплавной пластины и высоты стального корпуса под ней, принимаемое по стандарту равным С = (О, 16-0, 20) Н.Известен способ изготовления резцов с пластинами из твердого сплава, в котором после пайки проводят нагрев державки и пластины до температур закалки, затем проводят охлаждение в жидкости или расплаве, не погружая пластину в закалочную средуПосле закалки проводят отпуск напаянного инструмента в печах или электрошкаах при 200-250 С 1.25Однако этот способ не позволяет получить высокопрочный с достаточной жесткостью державки режущий инструмент, Повторный нагрев пластины и припоя приводит к повьппенному трещинообразованию при заточке, не исключает пластической деформации материала державки под пластиной и преждевременного выхода инструмента из строя.Известен способ изготовления ин струмента с пластинами из твердого сплава, включающий пайку пластин в процессе вакуумного нагрева до 1000- 1050 С с последующим охлаждением со скоростью 10-100 С/мин для умень щения напряжений в спае и увеличения прочности корпусов из сталей 30 ХГСА или 65 Г 2 .Недостатком указанного способа является невозможность получения 45 твердости в пределах НКС 1 = 35-40, вследствие чего не достигается йеобходимая жесткость державки, Кроме того, практически исключается возможность получения работоспособного 50 инструмента специальной йормы и с малым сечением державки. В случае последующей химико-термической обработки происходит дальнейшее разупрочнение державки и ухудшение экс плуатационных характеристик.Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления инстру 759мента из хромистой стали, включающий заточку, вакуумную закалку путем нагрева до температуры закалки,выдержку и охлаждение со скоростью400-700 С/мин до 200-300 С, далеес произвольной скоростью и вакуумную нитроцементацию при температуре отпуска Г 31.Применение. данного способа дляпаяного инструмента с пластинамииз твердого сплава не обеспечиваетвысокой эксплуатационной стойкости.Цель изобретения - повьппение износостойкости, твердости, прочностии жесткости инструментаПоставленная цель достигаетсятем, что согласно способу изготовления инструмента, преимущественнопаяного с пластинами из твердогосплава, включающему заточку, вакуумную закалку путем нагрева до температуры закалки, выдержку, охлаждение с регламентированной скоростью до 200 С и окончательную химикоотермическую обработку в вакууме,нагрев до температуры закалки совмещают с пайкой, охлаждение до 200 Спроизводят со скоростью 45-65 С/с,заточку производят после закалки,а химико-термическую обработку осуществляют путем нитрооксидирования при 630-680 С.Производственные испытания и обработка режимов проведены на серийном оборудовании - вакуумных печахСШВЛ 1.2,5/25 и СГВ.3/15 для пайки и термической обработки в вакууме до 2 10мм рт.ст. Нитрооксидирование проведено на вакуумной печи с "горячей" ретортой типа ШПВНЦ с автоматическим регулированием температуры и подачей жидкой смеси в рабочее пространство печи. В опытах применяли в качестве источника для образования нитрооксидирующей атмосферы смесь 552 триэтаноламина, 423 нашатырного спирта и ЗХ винно- кислого аммония.П р и м е р 1. Резцы специальные расточные, для расточки отверстий в мелких деталях, диаметром державки 6 мм и длиной 90 мм изготовляли из стали 4 ОХСМФ. Пластину твердого сплава иэ ВК 8 припаивали в вакууме медно-никелевым припоем ВПРпри 1120 С, Охлаждение после выдержки в течение 15 мин проводили со скоростью 45 /с в интервале 1050 - 200 С, далее с печью до 20 С.Заказ 228/20 Тираж 553 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул,Проектная;4 3 11397После чистовой заточки резцовалмазным кругом на станке моделиЗБ 642 нитрооксидирование при 630 Св течение 4 ч осуществляли в атмосфере, содержащей окись углерода,аммиак, азот, метан и двуокись углерода при остаточном давлении 0,0170 мм рт,ст.Резцы имели после полного циклаобработки объемную твердость державки НКС = 39-41, диффузионныйслой на державке глубиной 0,3 ммтвердостью Нчв = 4900-5240 Мпа,прочность.при изгибе 6 = 2120 -вн2200 МПа. Соответствующие значения 15прочностных характеристик по прототипу следующие: твердость объемнаяНКС = 32-34, прочность при изгибе1310 МПА. Износостойкость резцов при изготовлении втулок из ста- рсли 12 Х 18 Н 10 Т составила 100-113 чили вдвое вь 1 ше, чем по прототипу.При этом резцы, изготовленные методом высокочастотной пайки по известному способу, выходили из строя через 20 ч вследствие выкрашиванияпластины и деформации недостаточножесткой державки на участке пайки.П р и м е р 2. Резцы подрезныедля станка 16 Б 16 А, с державкойО12 12-120 мм, изготовленные из стали 4 Х 5 МФС, паяли в вакууме медноникелевым припоем ВПРпри 1170 С.Пластины твердого сплава ВК 6 М предварительно были обкатаны в абразивном бое для снятия окисного слоя; После выдержки при температуре пайкив течение 15 мин охлаждение в интервале 1100-200 С вели со скоростью65 /с. Заточку проводили на глубину1,6-1,8 мм алмазным кругом, затемнитрооксидировали резцы при 680 Св вакууме при давлении 20-70 мм рт. ст.в течение 3 ч. Державки резцовимели повышенную в сравнении спрототипом жесткость и прочность,стрела прогиба составила 1,8 ммпротив 11,3 мм, прочность при изгибе была 6 = 2450 МПа против 6 в,=-"1780 МПа по прототипу. Износостойкость твердосплавной пластины дообразования ленточки 0,2 мм повысилась в 1,7 раза. Усилие статического разрушения,при испытании на изгиб978 кгс против 633 кгс по прототипу.Изменение условий охлаждения(скорость выше 65 /с) и нитрооксидирования (температура выше 680 С)привело к ухудшению эксплуатационных характеристик резцов вследствиеснижения прочности державки, появлению дробления и в конечном счете кпреждевременному разрушению по режущим кромкам,Таким образом, предложенный способ изготовления и термической обработки позволяет изготовить специальный паянньп режущий инструмент с пластинами из твердых сплавов, обладающий высокой износостойкостью, достаточной жесткостью державки.