Способ изготовления биметаллических заготовок

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалнстическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) В 23 К 11/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийПриоритетОпубликовано 23,10,82, Бюллетень Мо 39 33) УДК 621. 791. .763.2(088.8) Дата опубликования описания 211824(72) Авторизобретения ВСЕМВ ЗРЯ Ю. В; Климвнко Всесоюзный научно-исследовательский инструме талщЩЯЩ 01 ЫА институт(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТРЛЛИЧЕСКИХЗАГОТОВОК Изобретение относится к технологии инструментального производства, в частности к изготовлению биметал-.лических заготовок элементов инструмента.Известен способ изготовления биметаллических заготовок, преимущественно элементов инструмента с использованием порошковых материалов, при котором центральную часть заготовки выполняют из конструкционного материала, а периферийную часть - из ин,струментального материала, размеща-. ют их в матрице между электропровод- ными пуансонами и нагревают путем пропускания электрического тока с одновременным пластическим деформированием 11). Однако известный способ характеризуется большим расходом дорогих и дефицитных инструментальных порошковых материалов.Это объясняется тем, что неизбежно частичное перемешивание инструментального и конструкционного порошков, образующих смесь, которая не обладает, Режущими свойствами и фактически ис-пользуется как конструкционный материал. Кроме этого, из условий работы режущего неперетачиваемого элемента инструментальный материал необходимлиаьна углах поперечного сечения элемента, а не по всей .его высоте.Целью изобретения является экономия инструментального материала.Указанная цель достигается тем;что согласно способу изготовления биметаллИческих заготовок, преимущественно элементов инструмента с использованием порошковых материалов, при котором центральную часть заготовки выполняют из конструкционного материала, а периферийную часть - из инструментального материала, размещают их в матрице между электропроводными пуансонами и нагревают путем пропускания электрического тока с одновременным пластическим деформированием, центральная часть выполнена в виде цилиндрических шайб с центральными полостями, имеющими, форму усеченных конусов с большим основанием, 25 равным диаметру .шайбы, и углом наклона образующей конуса, составляющим 30-35 о, установленных торцами с большими основаниями конуса друг к другу, а в зазоре между внутренней поверх ностью матрицы и наружной поверхностью шайб располагают порошкОвый инструментальный материал, заполняя егодо уровня высоты пакета шайб.На фиг.1 представлена схема способа до включения электрического тока, на фиг.2 - то. же, после прохождения тока,Способ осуществляется следующимобразом.Шайбы 1 из инструментального металла устанавливают друг на друга Отак, что их полости образуют замкнутый объем, Размещают на торце .нижнего электропроводного пуансона 2 строго по центру, для этого на торцахпуансонов выполняют центрирующие выступы, а на шайбах - центральные отверстия, зазор между шайбами и матрицей 3 с теплостойким изоляционнымпокрытием 4 заполняют порошкообразныминструментальным материалом 5 до уровня высоты пакета шайб, после чего вматрицу 3 вводят верхний злектропроводный пуансон б, прилагают к пуансо-ну усилие Р и подводят электрическийток от трансформатора 7.25Поскольку электрическое сопротивление шайб значительно меньше электрического сопротивления порошкообразного инструментального материала впервоначальный момент времени, электрический ток течет через шарбы. При 30этом максимальное количество тепла .выделяется в области контакта двухшайб, где их сечение минимально, чтоприводит к пластической деформации ихметалла в этой области. Угол наклона 35.образующих конусов полостей шайб,.равный 30-35 , обеспечивает направленнуюк периферии деформацию металла шайб иодновременно их сварку. Таким образом,:вследствие нагрева и давления шайбы, 40пластически деформируются как одноцелое, при этом их диаметр в среднейчасти суммарной высоты непрерывно увеличивается до момента касания усеченными коническими повеРхностями, т.е. 45до момента исчезновения замкнутой полости.По мере деформации шайб сокращается объем зазора между их поверхностьюи матрицей как за счет сокращения высоы этого зазора в результате. уменьшения суммарной высоты шайб, так иза счет сокращения ширины этого зазора посередине его высоты за счет увеличения диаметра средней части шайбпри их деформации.Указанное сокращение объема зазорасопровождается уплотнением порошкообразного инструментального материала,вследствие чего его электрическое сопротивление резко падает, что в свою 60очередь приводит к перераспределениютока - увеличенио тока, протекающегочерез порошкообразный инструментальный1 материал. Это обеспечивает его нагревдо пластического состояния и деформацию, что необходимо для его спекания и.соединения с шайбами из конструкционного металла.При этом, поскольку сокращениепервоначального объема порошкообразного инструментального материала осуществляется под действием двух указанных ранее факторов, имеет место пластическое течение инструментальногоматериала в двух направлениях - вертикальном и горизонтальном, что способствует получению максимальнойплотности, характеризующей качествослоя из инструментального материала.Вследствие увеличения диаметрашайб в области их контакта происходитвытеснение инструментального материала в угловые области поперечного сечения режущего .элемента, При этом инструментальный материал не, смешивается с конструкционным металлом,Использование изобретения обеспечивает большую экономию инструмен"тальных материалов за счет размещения их только в областях режущегоэлемента, участвующих в процессе ре. -зания и исключения переходных эон.Диаметр шайб выбирают равным разнице между диаметром заготовки и удвоенной толщиной требуемого слоя инструментального материала.Толщину шайб и высоту усеченныхконусов их полостей определяют экспериментально для конкретного порошкообразного инструментального материала в зависимости от степени соКращения его объема при переходе из порошкообразного в компактное состояние изусловия получения 98-100 плотности.Согласно изобретению изготавливают биметаллические круглые неперетачиваеьые пластинки диаметром,10,5 ммтолщиной 4, 75 мм, ГОСТ 19070-73.В качестве инструментального порошкообразного материала используютпорошок твердого сплава ВК-б, крупные,"фракции в пределах 15-50 мкм. Шайбыизготавливают из стали 40 Х.Наружныйдиаметр шайб равен 8 мм, высота каждой шайбы 4 мм, диаметр окружностиусеченного конуса 4 мм, высота усеченного конуса 1,62 мм, к электропроводным пуансонам прилагают усилие800 кгс, и подводят ток б кА в течение 0,5 с.Испытаниями резанием установлено,что режущие свойства твердого сплава ВК, нанесенного на корпус изконструкционной стали, соответствуют режущим свойствам твердосплавныхпластинок ВК-б, полученных методомпорошковой металлургии.Формула изобретенияСпособ изготовления биметаллических заготовок, преимущественно эле-ментов инструмента с использованиемпорошковых материалов, при которомцентральную часть заготовки выполня967727 7 Составитель Е.Гузиковедактор Н.Пушненкова ТехредМ.РейвесКоррект трушкина раж 1153 Подписноерственного комитета СССРобретений и.открытийа Ж, Раушская наб., д.4/5 Заказ 7980/23 ТВНИИПИ Госудпо делам и113035, Моск ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,ют из конструкционного материала, апериферийную - из инструментальногоматериала, размещают их в матрицемежду электропроводными пуансонами инагревают путем пропускания электрического тока с одновременным пласти- , 5ческим деформированием, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью экономии инструментального материала, центральная часть выполнена в виде цилиндрических шайб с центральными полостями, имеющими форму усеченных конусов с большим основанием, равным диаметру шайбы, и углом наклона образующей конуса, составляющим 30-35 ф,установленных торцами с большими основаниями конуса друг к другу, а в зазоре между внутренней поверхностьюматрицы и наружной поверхностью шайбрасполагают порошковый инструментальный материал, заполняя его до уровняв.:.соты пакета шайб,Источники информации,принятые во внимание.при экспертизе1. Тарасов Ю.С. Исследование электроконтактного нанесения металлических порошков. Канд. дис. Челябинск,197 б, с.25-85 (прототип).