Способ термической обработки режущего инструмента из быстрорежущей стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИ 9) (11)(51)5 С 21 СУДАРСТВЕННО ДОМСТВО ССС ОСПАТЕНТ СССР ЕНТНОЕ САНИ С)Б Я Т( 2) 21.08.89 И Олнительное термо ое в процессе зак ем многократного н670 С - А 1 и ох туры Мн - 600 С. а ие осуществляют в циклирование лки, осуществ агрева до тем лаждения до окончательное масле. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ( 6) 30,08.93. Бюл, М 32 ( 2) А.А. Ш матов, Л.Г. Варош нин и А.В. Щебов 6) Авторское свидетельство СССР 1014938, кл. С 21 О 9/22, 1983,Авторское свидетельство СССР1788764, кл. С 21 О 9/22, 17,02,89. 4) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТК ЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТР ЕЖУЩЕЙ СТАЛИ ( 7) Изобретение относится к области меаллургии, к способам обработки инструента иэ быстрорежущей стали и может ыть применено в машиностроении. Цель эобретения - повышение эксплуатационой стойкости инструмента при резании ветных сплавов, Цель достигается провеИзобретение относится к области меллургии, к термообработке инструмента, спользуемого для резания цветных сплаов и изготовленного преимущественно из рокованной быстрорежущей стали. Иэоретение может быть использовано в машиостроительной промышленности,Целью изобретения является увеличее эксплуатационной стойкости инструнта при резании цветных сплавов.Поставленная цель достигается провеением предварительного термоциклироваия в интервале температур между Мн и емпературой на 2050 С ниже температуы плавления, закалки путем охлаждения от ерхней температуры нагрева при термод ением предварительного термоциклирования в интервале температур между Мн и температурой на 2050 С ниже температуры плавления, закалкой путем охлаждения от верхней температуры последнего нагрева при термоциклировании до температуры, лежащей между Мн и А 1, затем проведением дополнительного термоциклирования без полиморфных превращений в указанном интервале температур, после которого инструмент окончательно охлаждают в масле.Причем термоциклирование без полиморфных превращений, проводимое в процессе закалки, осуществляют путем многократного нагрева до температуры 670 - А 1 и охлаждения до температуры Мн - 600 С Изобретение позволяет повысить стойкость й резцов из стали Р 6 М 5 в 1,12 раза. 1 з.п.ф-лы, 1 табл,вании до температуры, лежащей н и А 1, затем проведением дополнитермоциклирования в указанном е температур и окончательного охциклиро между М тельного интервал лаждениДоп проводи ляют пут ператур темпера охлажде Выдержку при нагреве и охлаждении в роцессе предварительного и дополнителього термоциклирования выбирают согласо известным нормам и номограммам.Выбор температурного интервала предварительного термоциклирования обусловлен тем, что в интервале температур между Мн и температурой на 2050 С ниже температуры плавления достигается максимальное растворение в твердом растворе легирующих элементов, в первую очередь, вольфрама, что положительно сказывается на повышении теплостойкости, твердости и износостойкости инструмента, эксплуатируемого в условиях повышенных температур из-за высоких скоростей резания цветных сплавов, При этом превышение температуры нагрева при термоциклировании выше верхнего предела (ь - 20 С) приводит к значительному росту зерна, что ведет к резкому снижению механических свойств, особенно прочности и вязкости независимо от числа термоциклов, Снижение температуры многократного охлаждения ниже Мн, приводит к образованию так называемого "нафталинистого излома", трудноисправимого брака, который заключается в снижении механических свойств стали, в первую очередь вязкости,Проведение в процессе закалки дополнительного термоциклирования без полиморфных превращений в интервале температур между Мн и А 1, по-видимому, способствует более равномерному распределению легирующих элементов в структуре, измельчен ию структурных составляющих и положительно сказывается на эксплуатационных свойствах, в особенности повышается сопротивление адгезии цветных сплавов на режущей кромке инструмента и в конечном счете увеличивается стойкость инструмента при резании цветных сплавов, а также чистота обработанной поверхности.При проведении предлагаемого способа термической обработки инструмента из быстрорежущей стали многократный нагрев с последующим охлаждением осуществляют как в соляных ваннах, так и в нагревательных печах. Причем, максимальная температура нагрева в нагревательной печи ограничивается наибольшей рабочей температурой печи, которая, как правило, не превышает 1000-1100 С. Составы соляных и щелочных ванн, предназначенных для работы в широком диапазоне температур (160-1300 С) определены общепринятыми нормативами. Максимальные и минимальные значения скоростей нагрева и охлаждения при термоциклировании ограничены только возможностями нагревательных устройств (соляной ванны и печи). Оптимальное число циклов(повторенийнагрева и охлаждения) быстрорежущей стали при проведении предварительного передзакалкой термоциклирования не превышает5 двух и существенно упрощает процесс, поскольку последующее увеличение циклов неведет к улучшению свойств. При проведении в процессе закалки дополнительноготермоциклирования без полиморфных пре 10 вращений оптимальное число циклов непревышает двух - трех, поскольку последующее увеличение циклов ухудшает свойствастали,Так же,как и при традиционной закал 15 ке, при осуществлении предлагаемого способа желательным является проведениеподогрева при температуре 780-880 С сцелью умеьшения деформации и трещинообразования инструмента.20 Применение предлагаемого способатребует,.так же как и при традиционнойзакалке, обязательного проведения двухили трехкратного отпуска (540-560 С, 1 ч),для получения высокой прочности и вторичной твердости, снятия закалочных напряжений и превращения остаточного аустенита вмартенсит,Предлагаемый способ распространяется на все стали, принадлежащие к классу30 быстрорежущих с той лишь разницей, чтодля каждой марки быстрорежущей сталиимеется своя оптимальная температура нагрева и охлаждения при проведении предварительного и дополнительного35 термоциклирования.П р и м е р, Термообработку быстрорежущей стали Р 6 М 5 согласно известному ипредлагаемому способу осуществляли как вваннах-печах, так и камерных печах.40 Закалку гравировочных резцов из сталиР 6 М 5 по предлагаемому способу осуществляли следующим образом:Предварительно подогретый в электропечи при температуре 850 С инструмент из45 стали Р 6 М 5 помещали в высокотемпературную соляную ванну, нагретую до температуры закалки 1210-1240 С, т.е, на 20-250 Сниже температуры плавления (для даннойстали Р 6 М 5 1 пл = 1260 С), После прогрева50 инструмент подстуживали до 1050 С на воздухе и переносили в соляную ванну с температурой ниже А 1, но вйше Мн (для даннойстали Р 6 М 5 А = 790 С, Мн = 160 С), Послевыдержки инструмента в низкотемператур 55 ной ванне производили окончательный нагрев в высокотемпературной солянойванне, имеющей температуру нагрева подзакалку 1210-1240 С, После выдержки приэтой температуре инструмент переносили в соляную ванну, имеющую температуру ни 1837079ж А 1, но выше Мн. Затем инструмент подв ргали дополнительному термоциклирован ю путем последовательного помещения в с ляные ванны, нагретые до верхней темпер туры термоцикла, лежащей между 670 С 5 и А 1 и до нижней температуры между Мн и 6 0 С, По окончанию последнего цикла сов ршали быстрое охлаждение в масле до т мпературы цеха, Послезакалки инструнт подвергали двухкратному отпуску при 10 5 0 С по 1 ч в электропечи.Предварительное термоциклирование б строрежущей стали осуществляли в двух с ляных ваннах, причем низкотемпературн я ванна может быть использована в обоих 15 с учаях термоциклирования одна и та же, ч о упрощает процесс. В итоге для осуществ ения предлагаемого способа достаточно ипользовать 3 нагревательные печи-ваннк 20Для нагрева инструмента до температувыше 950 С использовали соляную ванну па БМФ(ТУ 6-18-310-79), состоящую 95% ВаСг и 5% МоР 2.Для многократного охлаждения при 25 оведении предварительного термоцикливания и многократного охлаждения и наева при проведении дополнительного рмоциклирования в интервале темперар 515 - 850 С использовали соляную ван , состоящую из 15% НАС, 25% КС 1, 20% С 2, 40% ВаС 2, в интервале температур 0-540 С использовали щелочную ванну, стоящую из 50% КОН, 50% йаОН, в инрвале температур 160 - 280 С использова и щелочную ванну, состоящую из 80% КОН .20% ИэОН.Эксплуатационную стойкость инстру нта оценивали по результатам производвенных испытаний резцов гравировочных 40 иаметром 1,5 мм из стали Р 6 М 5 при многократной переточке, Испытания проводили на станке модели 6 Л 463 при гравировке букв и цифр на деталях типа "плата" из бронзы БРКМЦЗ - 1 - Т - 70, Условия резания: скорость 12600 об/мин, подача ручная, глубина 0,2 - 0,3 мм, размер шрифта - шрифт П 3. О стойкости инструмента судили по количеству гравированных деталей, в которых размеры шрифта соответствуют нормативным.Для повторяемости результатов одного и того же режима термообработки испытывали не менее трез резцов,Результаты исследования износостойкости инструмента приведены в таблице,Из приведенных данных следует, что использование предлагаемого способа термической обработки инструмента из быстрорежущей стали, работающего в условиях резания цветных сплавов, позволяет по сравнению с известным повысить его эксплуатационную стойкость в 1,1-2,0 раза.Формула изобретения 1. Способ термической обработки режущего инструмента из быстрорежущей стали, включающий термоциклирование с нагревом до Тл 20 - 50 С и охлаждением в интервале температур А 1 М, закалку путем охлаждения с верхней температуры нагрева при термоциклировании и отпуск, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости инструмента при резании цветных сплавов, в процессе закалки инструмента в интервале температур между М и А проводят дополнительное термоциклирование без полиморфных превращений с последующим охлаждением в масле,2. Способ по п.1, отл ич а ю щи йс я тем, что дополнительное термоциклирование проводят в интервале температур нагрева 670 СА 1 и охлаждения Мн.600 С.1837079 2 стадие обработки Способ аб.работки 1 стадик обработки Эксплуатеци. Поаыгкенне аксилуатацио. нное стадие оннал сто кость реаца Температура оклажденнк при дополни. тельном тор Температуранагрева придополнительОеркнке темпера. гура (нагрела) Нижне а томов Число циклов Оклахдаюо 1 алсреда Число грели. стн реацов.Кст. ратура (окпаж.делил Роааннык де. п реала рител мино термациклироеаннк н температура предааритель.наго териоки клироаанил ном термоциклироаанин,лС моцнклироеа.нин. лС нагрева под аа.калку.С Прототип масло Преллагае. мыд Составитель В,ЖуковТехреа М.Моргентал Корректор В,Петраа Редактор Заказ 2855 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 415 Производственно-издэтельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 770 710 710 710 710 7 Ю 710 710 710 710 7 Ю 710 710 160 710 790 1220 1220 1220 1220 1220 1220 1220 1220 1220 1220 1220 1220 1240 1220 1210 1220 750 710.7670 710 710 710 710 710 710 710 710 710 710 710 300 ЭОО ЭОО 600 500 400 300 300 200 60 300 ЭОО 300 300 2 2 2 2 2 2 Э 4 2 2 2 2 2 2 105 115 166 215 140 1 ЭО 145 195 225 200 160 125 160 135 176 160 0,91 1,6 1,9 1,2 1,1 1,3 1,7 2,0 1,7 1,4 1,1 1,6 1,2 15 1,6