Способ обработки трудообрабатываемых материалов

/а аа ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ САНИЕ И(56) 1. Авторское свидетельство ССС9;421429, кл. В 23 В 1/00, 1974.,2. Авторское срцдетельство СССРВ 703242, кл. В 23 В 1/00, 1979.(541(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ реэаниемс предварительным нагревом обрабатываемой детали, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениястойкости режущего инструмента иулучшения шероховатости обрабатывамой поверхности, нагрев ведут дотемператур эакалки с последующимохлаждением в магнитном поле.Изобретен ие о тиос ится к металлообработке и может быть использованопри обработке резанием труднообрабатываемых материалов, например титановых сплавов.Известен способ механической обработки труднообрабатываемых материа. лов резанием, при котором интенси. Фицируют процесс резания благодаря подогреву зоны резания электрической дугой под слоем флюса, содержащим 10 разупрочняющие элементы, такие каксера, фосфор и др1.Однако нагрев, снижая вязкость снимаемого при резании слоя, вызывает,остаточную хрупкость из-эа леги рования поверхностного слоя материала, что отрицательно сказывается на его эксплуатационной характеристике, например усталостной прочности.Известен способ обработки трудно- обрабатываемых материалов с подогревом плазменной дугой поверхности резания до температуры раэупрочнения обрабатываемого материала 2).Недостаток способа эаклочается в том, что при нагреве обрабатываемой поверхности в процессе резания таких материалов как титановые сплавы типа ЕТЗобразовывается альфированный слой, что повышаетусилие резания, снижает стойкость режущего инструмента, а также ухудшает шероховатость обрабатываемой поверхности.Цель изобретения - повышение стойкости режущего инструмента и снижение . шероховатости обрабатываемой поверхности.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки труднообрабатываемых материалов ре-занием с предварительным нагревом 40нагрев заготовки ведут до температуры закалки с последующим охлаждением в постоянном магнитном поле.На фиг. 1 представлен результат механических испытаний сплава ВТЗ45 в зависимости от приложенной напряженности магнитного поля; на фиг. 2 то же, для сплава ВТ 22; на Фиг. 3 влияние закалки в магнитном поле при Н=6000 Э на механические свойства сплава ВТЗ; на фиг. 4 - механичес кие свойства, полученные после закалки без магнитного поля,Предлагаемый способ осуществляется следукщим образом.Заготовки иэ титанового сплава нагревают по всему объему до температуры закалки 840-900 + 10 С (для ВТЗ). Время выдержки при температуре закалки подбирают исходя из максимального размера поперечного 60 сечения заготовки. Для использования сплава ВТЗв качестве высокопрочного материала закалку следует проводить в верхней температурной области 880-900+ 10 С, а в качестве жаро прочного, где необходимо обеспечитьне только каропрочные характеристики,но и термическую стабильность, рекомендуется закалка при 84 0-880 ОС.Таким образом, нагрев под закалку повсему объему обеспечивает после проведения всего комплекса операций необходимые эксплуатационные свойства.Охлаждение с температур закалки ведутв воду, при этом закалочный бак нахо,"дится между полюсами магнитной установки, создающей постоянное магнитное поле напряженностью 4000-6000 Э,Укаэанная напряженность магнитногополя выбрана экспериментально по результатам механических испытанийсплавов ВТЗи ВТ 22, представленнымна фиг. 1 и 2. Испытания механических свойств в интервале температур20-900 С, обработанных таким образомобразцов, показывают резкое снижениепластичности и прочности в областитемператур 700-800 С, соответствую"щих оптимальной в контактной зонедеталь - резец в процессе резанияфиг. 3 и 4). Известно, что с точкизрения обрабатываемости наиболееблагоприятными формами структурыявляются для ( оф ) сплавов - преобладакщая ю фаза мелкоигольчатогостроения. Количественный фазовый анализ показывает, что после закалкив магнитном поле образуется около60-65 с фазы, вместо 40 послезакалки беэ магнитного поля,После закалки в магнитном полепроизводится механическая обработкарезанием. Способ применим для любойконфигурации деталей. Такая последовательность операций обработки спо-,собствует улучшению обрабатываемостититановых сплавов.П р и м е р. Проводят механическую обработку деталей из прутка ф 40одной промышленной плавки материалаВТЗ. Партию заготовок ф 40 длиной150 мм подвергают закалке с температуры 900 + 10 С, выдержке 1 ч,охлаждению в воду при напряженностимагнитного поля 6000+200 Э. Вторуюпартию заготовок закаливают, соблюдая укаэанный режим, но без применениямагнитного поля, Механическую обработку проводят на токариом станке модели 1 К 620 на режиме: скорость резания Ч м/мин - 50; продольная подача, Б, мм/об - 0,20, глубина резания, , мм - 0,5,Режущий инструмент оснащен твер" дым сплавом ВК 8. Шероховатость обработанной поверхности замеряют на приборе "Калибр - 201 ВЭИ". Для даталей с предварительной закалкой без магнитного поля шерохова" тость составляет В 40 (Ч 4. На поверхности деталей наблюдается большоеколичество задиров. Стойкость резцовсоставляет В"9 мин при износе по эад"ней поверхности Из =0,3 мм. Шероховатость обработанных поверхностейпо предлагаеМому способу (первая,партия заготовок) соответствует 52,5 (мб), задиры отсутствуют. Стой; кость резцов составляет 20-22 мин при износе Ъ 0,3 ьм.Обработка труднообрабатываемых ме. таллов по предлагаемому способу позволяет повысить стойкость реаущего йнструмента, улучшить шероховатость обрабатываемой поверхности.б Ред Кор Заказ 5719/11 Т ВНИИПИ Государстэе по делам иэобр 113035, Москва, д, 4/Подписно П "Патент город, ул. Проектная или КГС 6, кий ираж 1106нного комитета СССРетеннй и открытийЖ, Раушская наб