RU2100455C1

RU2100455C1 - Method of making small-size cutting tool of high-speed steel

Info

Publication number: RU2100455C1
Application number: RU94005992A
Authority: RU
Inventors: Сергей Данилович Кугультинов; Сергей Васильевич Жиляев
Original assignee: Сергей Данилович Кугультинов; Сергей Васильевич Жиляев
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1997-12-27

Abstract

FIELD: manufacture of small-size (up to 3 mm) cutting tools of high speed steel. SUBSTANCE: in order to provide hardness of cutting tool HPC equals to 63-65, tool blank is deformed by high temperature gaseous extrusion at deformation rate 85-98% and temperature 820-1210 C. Heating and deforming processes are realized simultaneously. Deformed blank is quenched and then it is subjected to three-stage annealing. EFFECT: increased strength of tool, lowered cost price and labor consumption of manufacturing process. 1 tbl

Description

Изобретение направлено на повышение эксплуатационной стойкости мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали и эффективности его производства, и может быть использовано в машиностроении при производстве инструмента. The invention is aimed at increasing the operational stability of a small-sized cutting tool made of high-speed steel and the efficiency of its production, and can be used in mechanical engineering in the production of tools.

Известен способ обработки быстрорежущей стали, включающий гидроэкструзию со степенью деформации 10-15% закалку и отпуск [1]
Данный способ позволяет при указанных режимах деформации повысить усталостную прочность режущего инструмента. Однако, применение указанного способа для изготовления мелкоразмерного режущего инструмента, не приведет к повышению его стойкости, так как не устраняется карбидная неоднородность инструментального материала, которая оказывает существенное влияние на стойкость режущего инструмента диаметром менее 3 мм.A known method of processing high speed steel, including hydroextrusion with a degree of deformation of 10-15% hardening and tempering [1]
This method allows for the specified deformation modes to increase the fatigue strength of the cutting tool. However, the application of this method for the manufacture of a small-sized cutting tool will not increase its resistance, since carbide heterogeneity of the tool material, which has a significant effect on the resistance of the cutting tool with a diameter of less than 3 mm, cannot be eliminated.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ термомеханической обработки быстрорежущей стали, включающий нагрев, подстуживание до температуры деформации, деформацию в аустенитном состоянии, дополнительный нагрев на 50-100^oC выше температуры деформации с выдержкой 10-15 с, закалку и отпуск. Данный способ позволяет повысить эксплуатационную стойкость режущего инструмента [2]
Недостатком известного способа является то, что он осуществим для инструмента большого диаметра (более 3 мм). Для изготовления мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали, потребуется создание дополнительных изотермических условий проведения деформации (это создание графитовой среды при прессовании, подогрев штампов и т.д.), что увеличивает трудоемкость данного способа, длительность и стоимость изготовления. Поэтому для массового изготовления мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали данный способ не приемлем.Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method for thermomechanical processing of high speed steel, including heating, tempering to deformation temperature, deformation in the austenitic state, additional heating 50-100 ^o C above the deformation temperature with a holding time of 10-15 s, hardening and vacation. This method allows to increase the operational stability of the cutting tool [2]
The disadvantage of this method is that it is feasible for a large diameter tool (more than 3 mm). For the manufacture of a small-sized cutting tool made of high-speed steel, it will be necessary to create additional isothermal conditions for the deformation (this is the creation of a graphite medium during pressing, heating dies, etc.), which increases the complexity of this method, the duration and cost of manufacture. Therefore, for the mass production of small-sized cutting tools from high speed steel, this method is not acceptable.

Цель изобретения повышение эксплуатационной стойкости мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали. The purpose of the invention to increase the operational stability of a small-sized cutting tool made of high speed steel.

Для достижения поставленной цели предлагается способ, включающий нагрев, деформацию, закалку и отпуск, причем деформацию проводят высокотемпературной газовой экструзией со степенью деформации 85-98% и при 820-1210^oC, с совмещением нагрева и деформации заготовки.To achieve this goal, a method is proposed that includes heating, deformation, hardening and tempering, and the deformation is carried out by high-temperature gas extrusion with a degree of deformation of 85-98% and at 820-1210 ^o C, combining heating and deformation of the workpiece.

В основе предлагаемого способа обработки мелкоразмерного инструмента из быстрорежущей стали лежит следующее в процессе деформации, происходящей одновременно с нагревом заготовки, происходит растворение и дробление (при больших степенях деформации 85-98% [3]) карбидной фазы материала инструмента при температуре в интервале 820-1210^oC, причем быстрорежущая сталь в данном интервале температур обладает максимальной пластичностью. Кроме того, происходит упрочнение аустенита, а также повышение его легированости в результате частичного растворения карбидов, а следовательно происходит повышение красностойкости режущего инструмента.The proposed method for processing small-sized tools made of high-speed steel is based on the following, in the process of deformation occurring simultaneously with the heating of the workpiece, the carbide phase of the tool material is dissolved and crushed (with high degrees of deformation 85-98% [3]) at a temperature in the range of 820-1210 ^o C, and high-speed steel in this temperature range has maximum ductility. In addition, hardening of austenite occurs, as well as an increase in its alloying as a result of partial dissolution of carbides, and consequently an increase in the redness of the cutting tool.

Выше указанные режимы нагрева быстрорежущей стали в сочетании с высокими степенями деформации обеспечивают получение высоких механических и стойкостных свойств (предел прочности и ударная вязкость увеличивается на 20 и 50% соответственно, а стойкость мелкоразмерного инструмента увеличивается в 1,8-4,8 раза по сравнению с инструментом, изготовленным по способу [3]). The above-mentioned modes of heating of high-speed steel in combination with high degrees of deformation provide high mechanical and resistance properties (tensile strength and impact strength increase by 20 and 50%, respectively, and the resistance of a small-sized tool increases by 1.8-4.8 times compared to a tool made by the method [3]).

Способ выполняют на примере изготовления мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали Р6М5, приведенного в таблице. Цилиндрические заготовки из указанной стали диаметром 7 мм, деформируют методом высокотемпературной газовой экструзии со степенью деформации 85-98% при 1050-1070^oC и давлении газа (аргон) 500 МПа. После закалки и трехкратного отпуска при 560^oC инструмент имеет высокий комплекс физико-механических свойств. Твердость инструмента после такой обработки составляет HRC 63-65 (см. таблицу).The method is performed by the example of manufacturing a small-sized cutting tool from high-speed steel P6M5 shown in the table. Cylindrical blanks of the specified steel with a diameter of 7 mm are deformed by high-temperature gas extrusion with a degree of deformation of 85-98% at 1050-1070 ^o C and gas pressure (argon) of 500 MPa. After hardening and triple tempering at 560 ^o C the tool has a high set of physico-mechanical properties. The hardness of the tool after such processing is HRC 63-65 (see table).

В отличие от известного способа, в котором за счет дополнительного нагрева улучшается структура материала, в предлагаемом способе эта проблема решается за счет дробления карбидов при больших степенях деформации и частичного растворения их при высоких температурах, что обеспечивает повышение стойкостных свойств режущего инструмента. Кроме того, по предлагаемому способу трудоемкость изготовления мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали ниже, чем известного способа, причем последний не приемлим для изготовления режущего инструмента диаметром менее 3 мм. In contrast to the known method, in which the structure of the material is improved due to additional heating, in the proposed method this problem is solved by crushing carbides at high degrees of deformation and their partial dissolution at high temperatures, which ensures an increase in the resistance properties of the cutting tool. In addition, according to the proposed method, the complexity of manufacturing a small-sized cutting tool from high-speed steel is lower than the known method, and the latter is not acceptable for the manufacture of a cutting tool with a diameter of less than 3 mm

Claims

A method of manufacturing a small-sized cutting tool made of high-speed steel, including heating, deformation, hardening and tempering, characterized in that the deformation is carried out by high-temperature gas extrusion with a degree of deformation of 85 98% at a process temperature of 820 1210 ^o With the combination of heating and deformation.