Режущий элемент и способ его изготовления

(19) (11) 51) В 23 В 27/О АНИ 30 АВТОР ОМУ СВИД ТВУВ аеиаав 3645435/25-0822.09.8307.06.85. Бюл. УБ,М.Сойкин621.9.025(088,8Аршинов Г.А. иов и режущий иМашиностроение" 21(46) (72) (53) (56) металл11 М.,)др. Резаниенструмент.1975, с,СПОСОБ ПСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРо ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) 1. Рв видесодержащир ежущег.оиз альфирс микротв ежущий элемент, например,цилиндрического столбика,й основу, выполненную изматериала, и наружный слойованного нитрида титанаердостью 20-23 ГПа, о тл и ч а ю щ и й с я . тем, что, с целью сниження стоимости изготовления, основа выполнена из титанового сплава ВТ 5, ВТ 15 с микротвердостью 3,5-5,5 ГПа и пределом прочности 0,9-1,9 ГПа.2, Способ изготовления режущего элемента, по которому выбирают заготовку режущего элемента и .термообрабатывают ее, о .т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, материал основы нагревают в воздушной среде при температуре выше аллотропи ческого.превращения. титанового сплава в пределах 1000-1100 С в течение 1-3 ч.3 1159Изобретение относится к металлообработке.Цель изобретения - снижение стоимости изготовления режущего элемента за счет использования в качестве 5основы менее дорогостоящего материала и упрощение технологии его изго.товления,Указанная цель достигается тем,что для снижения стоимости изготовления режущего элемента в качествематериала основы используется титановый сплав типа ВТ 5, ВТ 15 с микротвердостью 3,5-5,5 ГПа и пределом.прочности .0,9-1,9 ГПа, а с цельюупрощения технологии изготовленияматериал основы нагревают в воздушной среде при температуре, вьппеаллотропического превращения титанового сплава в пределах 1000-1100 С 20в течение 1-3 ч.На фиг, 1 изображен предлагаемый.режущий элемент, разрез; .на фиг, 2и 3 - варианты конструктивного исполнения. Режущий элемент выполнен 25в виде цилиндрического. столбика изконструкционного титанового сплаватипа ВТ 5, ВТ 15, Центральная частьстолбика (сердцевина) 1 выполненас пределом прочности 90,0-190 кгс/мм Зо(0,9-1,9 ГПа). Микротвердость в этойчасти не превышает 450-550 кгс/мм 2(4,5-5,5 ГПа). Она придает лишьконструкционную прочность режущемуэлементу, работающему в основном,наизгиб, Наружный слой 2 режущего35элемента выполнен из газонасьпценнбгоматериала с сС -структурой и состоитпреимущественно из нитрида титана:Т 1 В. Микротвердость поверхностногослоя соизмерима с твердостью лучших(20-23 ГПа). Твердость по шкале Мааса достигает 8"9 ед.Благодаря высокой твердости альфированного слоя 1, режущий элементможет с успехом применяться для обработки. материалов новьппенной прочности в отличие .от известного материала,Для изготовления режущего элемента используют прутковую заготовку или проволоку, которую нагревают . в воздушной среде до 1000-1100 С, . М в течение 1-3 ч. За этот период глубина газонасыщенного слоя достигает . 0;2-0,6 мм. Этого вполне достаточно,723поскольку диаметр наиболее употребительных режущих столбиков составляет 2-4 мм (номера пластинок 4111,4113, 4115, 4117, ГОСТ,2209-69). Сцелью увеличения глубины газонасыщенного. слоя для столбиков диаметромсвьппе 4 мм продолжительность нагреваувеличивают до 6-10 ч.После образования газонасыщенногослоя требуемой величины заготовкуохлаждают на воздухе. Образовавшуюсяна поверхности окалину удаляют механическими средствами (методом раздавливания и ударным путем). Затем производят разрезку заготовки на мерныеучастки длиной Ф (фиг.1). Для этихцелей используют гильотинные ножницыилиабразивные отрезные круги,С целью исключения образованияокалины на слое 2 и операции по ееудалению нагрев заготовки из титанового сплава осуществляют в средеазота.Несмотря иа некоторое усложнениетехнологического процесса предлагаемая технология может найти применение в условиях крупносерийного имассового производства режущих элементов в тех случаях, когда к этимэлементам предъявляются жесткие требования по обеспечению цилиндричности наружной поверхности диаметром 0(фиг. 1),В условиях единичного производства рационально производить предварительную резку заготовок длинойс последующей операцией по газонасыщению слоя 2. Это позволяет насыщать режущие элементы по всей наруж 1 ной поверхности (фиг. 2) или частично на их концевых участках (Фиг. 3).В последнем случае концы столбиковутапливают в глухие отверстия приспособления или наносят на них специальные защитные покрытия, препятствующие проникновению газов в процессе нагрева,1Участок, защищенный от газонасыщения (фиг. 3) используют как элемент крепления пад запрессовку, приварку, нарезание резьбы и т.п. Режущий элемент с газонасьпценным слоем па всей наружной поверхности используют и в качестве галтовочного абразивного наполнителя, применяемого при виброабраэивной очистке.Режущий элемент, выполненный .по предлагаемой схеме,. обладает повыВ.Синицкая Заказ Зб 45/12ВНЯИПИ Тираж 086 ПодписноеГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийиал ППП патент"., .г,ужгород, ул.Проектн 3 1 шенной твердостью и прочностью придействии изгибающих моментов, Предел прочности, который может быть достигнут, составляет около190 кгс/мм (1,9 ГПа) . Газонасыщенный слой 2 хотя и обладает повышен 159723 4.связан с основным металлом . Вы-,сокая твердость этого слоя