Способ изготовления инструмента с напаянными пластинами из быстрорежущей стали

Союз Советских Социалистических РеспублккОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свмд-в 122) Заявле с присоеди 50977 (21) 2520/22 /78 кием заявки Йо Государственный комите СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУИЕНТА С НАПАЯННЬйфИАСТИНАХИ ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ окой твердости и ины предварикалке и отпуску м осуществляютсеребросодермпеат ой плаво 5 осй. Изобретение относится к областинструментального производства, вчастности к изготовлению составноинструмента и оснастки путем пр:пки заготовок из быстрорежущих и дргих высоколегированных сталей, ккорпусам из конструкционных углердистых и малолегированных сталейпоследующей термической обработко Известны способы изготовлениярежущего инструмента с напаяннымипластинами из Р 9, Р 18, предусматривающие напайку пластин различными припоями при 1250-1310 С с последую 15щей закалкой с этой температуры на воздухе или в масле и трехкратнымотпуском при 550-560 С, при этоммежду отпусками осуществляют. заточкуинструмента (120Такие способы не обеспечиваютвысокой твердости рабочей части(НВС=59-63) и теплостойкости НКС(62 Ф С, 4 ч) 54. Износостойкость 25 такого инструмента в 1,2-1,3 раза ниже,чем цельного иэ аналогичных сталей, закаленных с нагревом в соляных ваннах с последующим трехкратным .отпуском. 30 Для получения выстеплостойкости пласттельно подвергают зана НЕС=62-65, а затенапайку легкоплавкимижащими припоями с те р ур ления С 600 С (2)Однако это не обеспечивает высокой прочности спая и работоспособности инструмента при высоких скоростях резания идинамических нагрузках.Наиболее близким к предложенному изобретению является способ изготовления различных видов инструмента, предусматривающий 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 НЕС=62-65 и НЕС(620 вС, 4 ч) 4 58, но не обеспечивается стабильная прочность спая, вследствие повыщения жидкотекучести припоя при высоких температурах закалки.Высокотемпературный нагрев при пайке ведет к окислению и частичному обеэуглероживанию пластин, которое увеличивается при последующем полномотжиге, так как инструмент при этомв течение 12-16 ч находится в окислительной атмосфере при 600-800 С (выдержка,ври 850-860" С 6-8 ч). Образующиеся обеэуглероженный слой и окалина увеличивают припуски на механическую обработку, снижают иэносостой 5кость. Применение защитных атмосферпри отжиге затруднительно, так какинструмент на отжиг подается сразупосле пайки поштучно и печь-сборник постоянно сообщена с атмосФерой.Закалка при 1220-1290 С вызывает дополнительное обеэуглероживание иокисление режущих кромок. Высокийнагрев необходим для обеспеченияприемлемой теплостойкости и твердостинапаянных пластин, однако при изготовлении инструмента со сложной конфигурацией, при пайке в закрытые пазы(цанги, упорные центра) такой нагреввызывает дополнительную деформацию 20заготовок, затрудняющую последующеечистовое шлифование и доводку.Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости инструмента, 25Цель достигается тем, что в известном способе, включающем пайку, отжигс последующей закалкой и отпуском,заготовки предварительно нитроцементируют при 920-950 С и отпускают при600-700 С, а пайку осуществляют прио О980-1120 С, Последующий отжиг проводят в нитроцементирующей атмосфере, нагрев для закалки осуществляют при температурах пайки, а отпуск - при270-500 С.Способ опробован в производственных условиях при изготовлении 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 внутоенним диаметром 2-6 мм из сталей РбМЗ, Р 6 М 5, Р 12 Ф 2 К 8 МЗ, РбМ 5 К 5. Нитроцементацию заготовок осуществляют в печах Ци Ц,при расходе карбюризатора234-270 см /ч, содержащего тризтаноламин с активизиоующими добавками.Нитроцементацию ведут в атмосфере с точкой росыф 18-22 С, обеспефчивающей получение, в слое содержания углерода выше 1,8, а азота выше 0,2. Общая глубина слоя составляет1,8-2,0 мм для пластин и 1,8-2,2 мм для цилиндрических заготовок. После нитроцементации заготовки переносят на воздух, а затем в печь и проводятовысокий отпуск при 600-700 С, 4 ч, затем опескоструивают и напаивают. ЬО Нагрев под пайку осуществляют т.в,ч. на установке ЛГЗв специальных индукторах, скорость нагрева в которых регулируют изменением удельной мощности, подаваемой на единицу.по- Ь 5 верхности напауваемой заготовки 0,1-0,2 кВт/см и периодическим отключением установки по реле времени, Общее время нагрева не менее 60 с. Отдельные виды инструмента нагревают в вакуумной печи. Подо 1 рев корпуса инструмента перед пайкой проводят на этих же установках до 700-800 С. Для пайки применяют высокопрочный латунный припой ЛМнМЦ-4-2, а также припой 6 ММ, П 110 и другие с температурой плавления 940-1080 С и температуоами распая выше температуры пайки. Напаянный инструмент помешают в печь Цна отжиг, разогретую до 600 С, и подают в нее карбюриэатор в течение всей длительности нагрева до 850-860 фС, 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 угле- родному 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-75 и вакуумных печах Ш, ШК с охлаждением в масле или иэотермически в расплаве солей, После двух-трехкратногостпуска при 270-500 С (в зависимости от температуры закалки) закаливают хвостовую часть инструмента с нагревом в соляных ваннах или на установках ЛГЗс отпуском на твердость слоя ННС=46- 58 и сердцевины ННС=ЗО(в зависимости от вида инструмента). Закаленный и отпущенный инструмент окончательно шлифуют и затачивают, снимая припуски 0,1-0,3 мч.П р им е р 1. Резцы проходные для обработки стали ЗОХГСА с ов=100- -120 кгс/мм изготовляют путем напайки пластин 1 бх 20 хб мм иэ стали РбМ 5 К 5. Партию пластин (140 шт) нитроцементируют в печи Цпри 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 И. После отпуска при 680. С, 4 ч пластины опескоструивают и напаивают на державки сечением 1 бх 25 мм из стали 40 Х, Пайку поипоем П 110 проводят прио1100 С. Партию напаянных резцов 48 штук помещают на отжиг в печь Ц, разогретую до 630 ф С. Расход карбюриэатора 100 см /ч. После прогрева до 50 С расход увеличивают до 160 см /ч (3, 4 С) и додают выдержку 6 ч. Охлаждение со скоростью 30 /ч ведут до 560 С при расходе 120 смэ/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 С 2 ч,734302 формула изобретения Составитель Р.Клыкова Редактор В,Трубченко Техред С,Мигай Корректор В,СиницкаяЗаказ 2011/37 Тираж 608 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП фПатентф г.ужгород, ул.Проектная,4 твердость рабочей части НВС=67,5-68,0; слой имеет глубину 2,4 мм, Державки закаливают с нагревом в соляной ванне СП-75 70 ВаС 1 + 30 ИаС 1, температура закалки 84 фС, охлаждение в мадле, отпуск 470 С, 2 ч, твердость поверхности. составляет НВС=44- -46, а сердцевины НВС=38-42. После . окончательной заточки износостойкость ;резцов в 2,6 раза выше, чем обычные напаянные с пластинами из стали Р 18 ФЗК 8 М. 1 ОП р и м е р 2, Цанги люнетные для подачи прутков диаметром 3 мм из стали 2 Х 13 на станках-автоматах продольного точения изготовляют путем спайки цилиндрической заготовки иэ нитро цементованной стали РбМб с корпусом .из стаги ЗОХГСА. Заготовки диаметром 12 мм с отверстием 2,6 мм нитроцементируют при 920 С, 22 ч, 176 см /ч карбюриэатора. Образуется слой глубиной 20 1,85 мм,.содержащий 2,07 С и 0,24 И. 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 ЛГЗи цилиндрическом четырехвитковом индукторе прн 1060 С. Отжиг партии цинг27 штук ведут непосредственно после пайки в нитроцементирующей атмосфере с углеродным потенциалом 1,0 при 30о840 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 Ювсей партии цанг, После охлажде ния в масле проводят отпуск 270 С, 4 ч и местный отпуск реэьбовой части цанги на установке ЛГЗ, Твердость рабочей части была НВС=68-69, корпуса - НВС ь =56-58 и сердцевины 40 НВС.=46-48, а на участке резьбы НВС= =30-35. Износостойкость цанг до образования недопустимых рисок и изменения размера вьпае 0,4 мм была в 4, 3 раза выше, чем цельных нз стали 9 ХС, и равна цангам с напаянными вставка ми иэ твердого сплава ВК 8.Предложенный способ обеспечивает повышение твердости и теплостойкости рабочей части на 2-3 единицы НВС а теплостойкости при 620 С на 5-7 единиц по сравнению с обычным паянным или цельным, инструментом из быстро- режущих сталей. Способ позволяет достичь износостойкостн инструмента на уровне твердосплавного с пластинами и заготовками иэ вольфрамо-кобальтовых сплавов ВКб, ВК 8, ВК 10, ВК 20, 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 .хромУ молибден н вольфрам, а также соотно- шения количества карбидов в металлической матрице. Способ изготовления инструмента снапаянными пластнйамн иэ быстрорежущей стали, включающий пайку, отжигпри 850-860 С, закалку и отпуск,отличающий с я тем, что,с целью повышения эксплуатационнойстойкости инструмента, пластиныиз быстрорежущей стали подвергаютпредварительной нитроцементации при920-950 С и последующему отпускупри 600-700 С, а пайку осуществляютпри 980-1120 С, отжиг - в нитроцементирующей атмосфере, нагрев подзакалку - при температурах пайки иотпуск при 270-500 С,Источники информации,принятые во внимание при эксйертизб1.Геллер Ю.А, Инструментальныестали. М., фМеталлургия, 1975,с.442-443,2, Станки и инструмент, М., Ма-.шиностроениефф, М 3, 1974, с,21,3, Инструмент составной из .быстрорежущих сталей, ОСТ. 32-54-74