Способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 17 СПУБЛИК 1 О 9/22 С 23 С 22(5)5 ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР Пр вестно водят щелочн(56) Патент Японии М 59-242224,кл. С 10 М 103/00, С 23 С 14/06, 1986,Авторское свидетельство СССРМ 1351979, кл. С 21 О 9/22, С 23 С 20/00,1986. Изобретение предназначено для при. менения в машиностроении и других областях промышленности, связанных сметаллургией, в частности, для упрочняющей обработки металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали.В настоящее время для повышениястойкости трущихся деталей предложенодостаточно много различных твердых смазочных веществ или покрытий. Большинство иэ них основано на нанесении пленкисульфида молибдена путем вакуумирова-ния.. Основным недостатком известных способов является использование специального дорогостоящего вакуумногооборудования,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ нанесенияантифрикционных покрытий, где упрочнение инструмента проводится в четыре стадии: обезжиривание, обработкатиоацетамидными соединениями, навесение молибденового ангидрида и термообработки при 250 - 300 С,54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ (57) Сущность изобретения: инструмент из быстрорежущей стали обезжиривают, декопируют и упрочняют в водном растворе тиоамида и соли свинца при 20-80 С, Количество тиоамида и соли свинца берут,2-10 г/л при соотношении их 1: 0,5-4:1. 3 табл. Недостатками этого способа являются невысокая стойкостьинструмента, длительность процесса, высокий расход исходных реактивов, а также использование высоких температур, что ведет к загазованности рабочего места продуктами термораэложения.Целью изобретения является повышение стойкости инструмента и улучшение технологических характеристик процесса.Поставленная цель достигается тем, что в способе уйрочнения инструмента из быстрорежущей стали, включающем обеэжиривание и обработку инструмента тиоамидами, согласно изобретению, после процесса обезжиривания поверхности проводят декопирование, а обработку тиоамидами ведут путем опускания инструмента в водный раствор, содержащий соль свинца 11) и тиоамид, в молярном соотношении 1;0,5-4;1 в количестве 0,2-10 г/л при рН 12-13 и 20-80 С,едлагаемый способ отличается от иэо тем; что процесс упрочнения пропри более низких температурахом растворе тиоамида в присутстви10 25 30 35 40 50 55 соли свинца (И) и без термообработки инструмента,Предлагаемый способ осуществляют следующим образом,Предварительно заточенный инструмент обезжиривают с помощью насыщенных водных растворов карбоната натрия, тринатрийфосфатэ или синтетических моющих средств типа "Лотос", "Мальва", декопируютпутем опускания в раствор соляной кислоты (1;1) на 0,5-1 мин, затем промывают водой и опускают в раствор, содержащий едкое кали едкий натр, ацетат или нитрат свинца (11) и тиомочевину или тиосемикарбазиу, Рабочая площадь инструмента 500 - 100 см на 1 л раствора. Через 10-60 мин инструмент вынимают из раствора, промывают водой и высушивают, При этом поверхность приобретает черную блестящую окраску, характеризующую качество полученной пленки сульфида свинца, что соответствует увеличению стойкости инструмента (см,табл,1).Упрочненные таким способом сверла подвергают испытаниям в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 2034-80,Возрастание стойкости (см. табл,1) находят путем деления числа отверстий, просверленных с помощью упрочненных сверл, к числу отверстий, просверленных неупрочненными сверлами.П р и м е р, Предварительно сверла по ГОСТ 10902-77 из быстрорежущей стали марки Р 6 М 5 по ГОСТ 19265-73 диаметром 6-8 мм отмывают щеткой в насыщенном растворе карбоната натрия, споласкивают водой; декопируют в течение 1 мин в соляной кислоте(3;1), споласкивают водой и опускают в стакан емкостью 1-1,5 л. Затем готовят реакционную смесь путем смешивания 100 мл 0,2 М раствора тиосемикарбазида, 50 мл 0,2 М раствора ацетата свинца, 795 мл дистиллированной воды и 55 мл 2 М едкого кали так, что в растворе содержится порядка 4 г/л ацетата свинца, 2 г/л тиосемикарбазида и 6.г/л КОН. Сверла погружают в приготовленный раствор и выдерживают 60 мин при комнатной температуре, Затем сверла вынимают, споласкивают водой, высушивают и испытывают в соответствии с ГОСТ 2034-80.Аналогично проводят упрочнение сверл, изменяя соотношение компонентов реакционного раствора. Полученные данные представлены в табл.1.Как видно из табл.1 оптимальным для . упрочнения является раствор, содержащий 6 г/л едкого кали, 4 г/л трехводного ацетата свинца и 2 г/л тиосемикарбазида, что соответствует образованию в растворе комплекса свинца с тиоамидом в малярном соотношении 1:2 при рН 12.Аналогично проводят испытания на фрезах и ромбических пластинах из быстро- режущей стали, Возрастание стойкости инструмента проводят в соответствии с ГОСТ 1695-80 и ГОСТ 5688-61, В качестве примеров в табл. 2 показано возрастание эффективности использования инструмента после химического упрочнения в различных режимах его работы при обработке деталей разных марок,Как следует из табл,2, стойкость различного инструмента после химического упрочнения возрастает в 2 - 10 раз в зависимости от числа оборотов и сорта обрабатываемых деталей.В табл,3 приведены результаты испытаний сверл, упрочненных предлагаемым способом и по прототипу, и даны технологические характеристики процессовупрочнения. Как следует из табл.3, предлагаемый способ упрочнения позволяет; увеличить стойкость инструмента в 3,5 - 4 раза по сравнению с неупрочненным; исключить стадию термообработки и попадания цианидов в рабочую атмосферу, сократить время упрочнения инструмента в 2 - 6 раз в зависимости от температуры реакционного раствора; уменьшить расход реактивов, в частности тиоамидов, в 10 раз по сравнению с прототипом,Испытания сверл из быстрорежущейстали, упрочненных предлагаемым способом, в сравнении с неупрочненными, показали возрастание стойкости в 3-4 раза. Испытания различных инструментов в производственных условиях показали возрастание стойкости инструмента после химического упрочнения в 2-10 раз. ф о рмула изобретения Способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали, включающий обезжиривание и обработку инструмента в водном растворе тиоамида, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости инструмента и улучшения технологических характеристик процесса, после обезжиривания проводят декапирование, обработку ведут в водном растворе, дополнительно содержащем 0,2 - 10 г/л соли свинца при соотношении ее к тиоамиду 1;0,5-4:1, при рН раствора 12-13, а температуре 20 - 80 С,1749269 Таблица Влияние состава реакционного раствора на стойкость инструмента(спиральные сверла по ГОСТ 10902-77, диаметр сверл 6,8 мм,материал режущей части - быстрорежущая сталь Р 6 М 5 поГОСТ 19265-73; химическое упрочнение в течение60 мин при 25 С) РЬАе зц о тск фСг/л г/л Примечание рн С ц ,г/л Пример Покрытие блестящее,плотное, ровное 4,0 6,0 2,0 2,0 11 1,5 -2 4,0 2,0 13 1 5 4,0 2,0 20,0 12 . 2-3 2,0 6,0 2,0 123-4 4 ьО 4,0 6,0 12 3 -3,5 4,0 8,0 В растворе избыток ТСК.Иного РЬАсе ЗН О идетна образование аморфногоосадка РЬБ, а не пленки 6,0 12 3-4 7 6,0 8 6,0 То же 4,0 8,0 12 3 - 3,5 10,0 20,0 12 1 1,5-2 9 6,0 0,4 0,2 12в 1,5.-2Ъ123-3,5 0,840,0.6,0 10,0 1 О 0,2 То же 10,0 Аналогично примеру 8 ееИспытания на стойкость проводились в следующем режиме станок мод бМ 12 П с подводом СОЖ (5 ь водная эмульсия) 3 л/мин, скорость вращения " 1600 об/мин, подача 0,16 мм/об, глубина сверления - 18 мм, обрабатываемый материал - сталь 45 ( %- ТСК - тиосемикарбазид). Возрастание стой"кости(количество раз) Покрытие неровное,т.к. наряду с РЬЯобразуется РЬ(ОН)з,который выпадает восадок, нарушаяструктуру Увеличение рОН приводит к ухудшениюкачества РЬВ, т.к.появляется РЬ(СЯ) засчет щелочного гидрориза ТСК Недостаток РЬ И 1) врастворе приводит,куменьшению толщиныпленкиВ.растворе избыток ТСК,который не вступает вхимическую реакцию(перерасход реагента) Увеличение концентрации ТСКи РЬАс 2 ЗН О в растворе не приводит к дальнейшему возрастаниюстойкости т. к. большая частьреактивов идет на образованиеаморфного осадка Уменьшение концентрации ТСКи РЬАс ЗНО в растворе ведетк увеличению"индукционного периода реакции, что требует увеличения времени для упрочнения инструмента1749269 Таблица 2 Эффективность использования инструмента с химическим покрытием в производственных условиях Режим аботы Наименование и марка инструментаподача, мм/об Втулка коллектора ГПАСТСверло Р 6 М 5 диаметр 22,5 и 17,5 400 0,315 (СОЖ) Фрезе Р 6 М 5 диаметр 24,8(Сож) воре, содержащем 2 г/л тиосемикарбаэида, 4 г/л трехводного ацетата свинца и 6 г/л едкого кали,ТаблицаЗСравнительные данные по упрочнению сверл, обработанных по известному и предлагаемому способам (условия проведения испытаний см. втабл, 1). Заказ 2565 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушсквя наб., 4/5 101, ул,Гага Наименование и марка обрабатываемой детали Латунный корпус щеткодержателя ЛЦИОС ДК8 ТД006.034 Примечание.Химическоеупрочнение проводят 60 мин при 5 в раст Составитель Р,Юсуповедактор Т.Иванова Техред М.МоргенталКорректор И,М Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У Эффективность использования, количество раз