Способ термической обработки инструмента

.ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик нц 956581(22) Заявлено 160181 (21) 3235596/22-02с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 070982., Бюллетень Йо 33 51 М. Кп.з С 21 0 б/04 С 21 О 9/22 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий53) УДК 621. 785. ,9(088.8) Дата опубликования описания 0709.82 Н.И. Павличков, А.К, Сергеев, И,И. "Сальников и И,М. Костюченко(72) Авторы изобретения Белгородский филиал Всесоюзного проектяо-конструкторскоготехнологического института атомного машиностроенияи котлостроения "Атомкотломаш"(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТА Изобретение относится к термической обработке стали, в частности обработки лезвийного инструмента типафрез, эенкеров, раэверток, резцовиэ быстрорежущих сталей, напримерРбМ 5, РбМ 5 К 5, Р 18, Р 12, Р 9,Существующие способы термическойобработки инструмента не позволяютдобиться полного превращения высоколегированного аустенита в мартенситнепосредственйо в процессе закалки,а это снижает износостойкость инструмента.Известен способ термической обработки инструмента, заключающийся втом, что в процессе закалки или после всего цикла термической обработкипроводится глубокое охлаждение доотемпературы - 196 С в жидком азотепостепенным или ударным погружением ) 1).Недостатком данного способа являлется то, что в процессе переохлаждения инструмента возникают большиевнутренние напряжения, которые неснимаются в промежутках между операциями термической обработки, а это:,и;иводит к появлению трещин, сколови в;лсрашиванию режущих кромок во ярея работы инструмента. Известен способ термической обработки инструмента, который включает ступенчатый нагрев под закалку, закалку в масло с температурой 250 С, затем охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды с последующим постепенным охлаждением от +20 С до -120 С и однократным отпуском с выдержкой при +150 С до -600 С в течение 0,5-2 ч в зависимости от состава стали и сечения детали (.21.Недостатком данного способа является то, что в процессе закалки не 15снимаются внутренние напряжения коРторые при дальнейшей обработке холодом достигают больших величин и в местах концентрации напряжений могут вызвать трещины на инструменте, кроме того, используется в качестве охлаждающей среды легко воспламеняющая.ся жидкость - ацетон.Наиболее близким к предложенномупо технической сути и достигаемому результату является способ термической обработки инструмента, заключающийся в закалке, обработке холодом при -80 С и однократном отпуске при560 С в течение 1 ч 1.33Недостатком данного способа явля- ЗО ется то, что в процессе закалки ияструмента перед обработкой холодом неснимаются внутренние напряжения, которые при глубоком охлаждении достигают больших величин и часто приводят к растрескиванию инструментасложной конфигурации, кроме того, 5температура ; 80 С не является темопературой конца мартенситного превращения (МК).Цель изобретения - повышение износостойкости инструмента. 1 ОПоставленная цель достигается тем,что согласно способу термической обработки инструмента, включающему нагрев под закалку, закалку, обработкухолодом и отпуск, перед обработкойхолодом проводят ультразвуковую обработку,При этом закалку проводят в потоке воздуха до 500-550 С с последующимохлаждением в масле при 20 С,Обработку холодом проводят постепенно от +20 С до -150 С.Способ осуществляют следующим образом.После ступенчатого нагрева инструмента из быстрорежущей стали РбМ 5под закалку до 1210-1230 С его охлаждают с таким расчетом, чтобы быстропройти интервал температур, в котороминтенсивно выделяются карбиды, чтоснижает красностойкость инструмента, ЗОт,е. охлаждение до 550-500 С ведетсяв потоке воздуха, затем в масле при+20 С.Для снятия внутренних напряжений,возникающих при быстром охлаждении 35и измельчении микроструктуры, передобработкой холодом проводится ультразвуковая обработка в жидкой среде,при 60-70 С в камере с преобразователями мембранного типа, одновременно 40с этим происходит очистка деталей отсоли и окалины.После этого инструмент подсушивают, охлаждают до температуры окружающей среды и проводят обработку холодом. Для осуществления постепенного,охлаждения инструмента от +20 С до-150 С разработан и изготовлен промышленный образец холодильной камеры, охлаждение в которой происходитконвективным способом в среде воздуха и паров азота.Инструмент помещают в холодильнуюкамеру, имеющую первоначальную температуру (20-25 С) .и, в зависимости отвеса закладки (30-35 кг), инструментохлаждается в течение 35-40 мин до-150 С, при которой выдерживается втечение 10 мин. После чего инструментоизвлекается из холодильной камеры ивыдерживается в помещении до приобретения им температуры окружающей среды,затем сразу же проводится однократныйотпуск при 560 С в течение 1.ч. В целях избежания стабилизации аустенита время между окончанием ультразвуковой обработки и началом обработки холодом должно быть минимальным, не более 1 ч.П р и м е р. Проводят термическую обработку инструмента, изготовленного из быстрорежущвй стали,Р 6 М 5. Осуществляют ступенчатый нагрев под закалку до 1215 С, закалка с охлаждением в потоке воздуха до 550-500 С, затем в масле при +20 С.Для промежуточного снятия внутренних напряжений, полученных на первой стадии охлаждения, и улучшения микроструктуры стали проводят ультразвуковую обработку в камере с мембранными магнитострикционными преобразователями в жидкой среде в течение 10-15 мин с одновременной очисткой инструмента.Обработка холодом осуществляется постепенным охлаждением от +20 до -150 С с выдержкой при этой температуре в. течение 10, мин.Для снятия внутренних напряжений и упрочнения стали производится одно. - кратный отпуск при 560 С в течение 11 ч,Испытывают на износостойкость инструмент из быстрорежущей стали1 РбМ 5, обработанный по известному способу.Для этого подготавливают 30 подрезок диаметром 38,4 мм, из которых 15 штук обрабатывают по прототипу, а 15 штук - по предлагаемому способу.. Обработанные подрезки испытывают как зенкеры на раззенкеровании отверстий. Работа проводится на вертикально-сверлильном станке модели 2 А 150, где рассчитываются отверстия с диаметра 22,3 мм до диаметра 28,4 мм т.е. глубина резания равна 8,05 мм.Обрабатываемый материал представляет собой плиты из ст. 3 толщиной30 мм.Для обеих партий инструмента режим резания сохраняется одинаковым,т.е.и = 250 об/мин= 0,2 мм8,05 ммбез подачи смазывающе-охлаждающей жидкости,Наблюдение за стойкостью инструмента по износу режущей кромки проводится до первой заточки. При этомувеличивается, сколькоотверстий растачивается каждой подреэкой с обеихпартий и берется средний результатиз 15 показаний.Результаты испытаний приведены втаблице.956581 1 Условная стой- кость Количество обработанныхотверстий Температуранагрева подзакалку,фС Твердостьпосле тер-.мообработки, НКС Способобработки 30"62-63 57-58 Известный 1215 Предлагаемый 65-66 40 60 59-60 1214 1в потоке воздуха до 500-550 С с последующим охлаждением в масте при20 С.20 3. способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обработку холо.дом проводят постепенно от +20 С даоФормула изобретения 25 Источники информации, принятые во внимание при эксперткзе 1. Авторское свидетельство СССР Р 485161, кл. С 21 О б/04, 1975. ЗО 2. Патент франции Р 2136621,кл. С 21 О 1/00, опублик. 1972. 3, Гуляев А.П. Металловедение. М., "Металлургия", 1977, с. 426-431Заказ 6522/б: Тираж 587 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из таблицы, при равных условиях работы инструмент, обработанный по предлагаемому способу,имеет стойкость в два раза большую. 1. Способ термической обработки инструмента, включаюций нагрев под закалку, закалку, обработку холодом и отпуск, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента, перед обработкой холодом проводят ультразвуковую обработку.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что закалку проводят Твердостьпосле нагрева при620 С втечение4 ч, НВС Времяработыинстру- .мента до1-й заточки