RU2100456C1 - Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys - Google Patents

Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2100456C1
RU2100456C1 RU96114291/02A RU96114291A RU2100456C1 RU 2100456 C1 RU2100456 C1 RU 2100456C1 RU 96114291/02 A RU96114291/02 A RU 96114291/02A RU 96114291 A RU96114291 A RU 96114291A RU 2100456 C1 RU2100456 C1 RU 2100456C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
temperature
product
carbon
hardening
Prior art date
Application number
RU96114291/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96114291A (en
Inventor
В.К. Ерофеев
В.В. Григорьев
Г.А. Воробьева
Original Assignee
Балтийский государственный технический университет им.Д.Ф.Устинова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Балтийский государственный технический университет им.Д.Ф.Устинова filed Critical Балтийский государственный технический университет им.Д.Ф.Устинова
Priority to RU96114291/02A priority Critical patent/RU2100456C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2100456C1 publication Critical patent/RU2100456C1/en
Publication of RU96114291A publication Critical patent/RU96114291A/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: object is heated and quenched being simultaneously exposed to acoustic field. According to invention, on heating, temperature equal to 0.15-0.95 that of the initiation of austenite formation is attained and quenching is led to negative temperature equal to 0.5-2.0 that of the initiation of martensite formation, while acoustic field frequency is maintained within the range 150 to 1500 Hz, sound pressure being 160-180 db. Heating and treatment times are determined by object dimensions. EFFECT: enhanced hardening process.

Description

Способ упрочнения изделий из углеродистых, легированных, высоколегированных, быстрорежущих сталей и твердых сплавов. The method of hardening products from carbon, alloy, high alloy, high speed steels and hard alloys.

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, а более конкретно к упрочнению изделий и инструмента из инструментальных материалов и твердых сплавов. The present invention relates to metallurgy, and more particularly to the hardening of products and tools made of tool materials and hard alloys.

Известен способ упрочнения инструмента из углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей за счет термической обработки, включающей закалку и отпуск. Например, термическая обработка стали P18 производится по следующему режиму: температура закалки 1280oC, среда охлаждения масло, отпуск при температуре 560oC, 3 раза по 1 ч. В результате этого структура стали состоит из мартенсита, карбидов и остаточного аустенита (≈5%) (Гуляев А.П. Металловедение. М. Металлургия, 1986, с. 355-379).A known method of hardening tools made of carbon, alloy and high speed steels due to heat treatment, including hardening and tempering. For example, heat treatment of P18 steel is carried out according to the following regime: quenching temperature 1280 o C, cooling medium oil, tempering at a temperature of 560 o C, 3 times for 1 hour. As a result, the steel structure consists of martensite, carbides and residual austenite (≈5 %) (Gulyaev A.P. Metallurgy. M. Metallurgy, 1986, p. 355-379).

Недостатком известного способа упрочнения указанных сталей термической обработкой является то, что изделия (инструмент) имеют недостаточную износостойкость из-за повышенного уровня остаточного аустенита и наличия внутренних напряжений в изделии. A disadvantage of the known method of hardening these steels by heat treatment is that the products (tool) have insufficient wear resistance due to the increased level of residual austenite and the presence of internal stresses in the product.

Известен также способ упрочнения инструментальных сталей (Влияние ультразвука на свойства закаленной быстрорежущей стали P6M5, Сущих В.А. Погодина-Алексеева М, Биронт В.С. Металловедение и термическая обработка, 1982, N 11, с. 32), принятый в качестве прототипа, при котором инструмент подвергали воздействию ультразвука (УЗО) после завершения закалки и отпуска. Ультразвуковую обработку проводили на установке, состоящей из магнитострикционного преобразователя, генератора ультразвуковых колебаний (f≥20.000 Гц) и стенда для крепления и поджатия образцов обратным пружинным волноводом к ступенчатому концентратору преобразователя. There is also a method of hardening tool steels (The influence of ultrasound on the properties of hardened high-speed steel P6M5, Suschiy V.A. Pogodina-Alekseeva M, Biront V.S. Metallurgy and heat treatment, 1982, No. 11, p. 32), adopted as a prototype , in which the tool was exposed to ultrasound (RCD) after completion of quenching and tempering. Ultrasonic processing was carried out on a setup consisting of a magnetostrictive transducer, an ultrasonic oscillation generator (f≥20.000 Hz) and a stand for mounting and preloading samples with a return spring waveguide to a stepwise transducer hub.

Температура обрабатываемого инструмента при "УЗО" поддерживалась в интервале 20-25oC. Стойкость обрабатываемых таким образом сверл диаметром 7 мм из стали Р6М5 при этом возрастала в ≈1.5 раза по сравнению со сверлами, подвергнутыми только термической обработке. Однако во многих случаях повышение стойкости в ≈1.5 раза недостаточно.The temperature of the processed tool at the "UZO" was maintained in the range of 20-25 o C. The resistance of the thus-drilled drills with a diameter of 7 mm made of P6M5 steel increased ≈1.5 times in comparison with drills subjected only to heat treatment. However, in many cases, an increase in resistance of ≈1.5 times is not enough.

Основным недостатком известного способа-прототипа является недостаточная стойкость инструмента, упрочненного по известной технологии. The main disadvantage of the known prototype method is the insufficient durability of the tool, hardened by known technology.

Перед предлагаемым изобретением поставлена задача повышения износостойкости инструмента и изделий из углеродистых, легированных быстрорежущих сталей и твердых сплавов. В предлагаемом способе упрочнение достигается тем, что нагрев изделия осуществляют до температуры (0.15-0.95)Ac, а в процессе охлаждения на изделие воздействуют акустическим полем, создаваемым струйным генератором звука (ГГЗ) со звуковым давлением равным 160-180 дБ, частотой акустического поля диапазона 450-1500 Гц, при этом изделие подвергают обработке холодом до отрицательной температуры, равной (0.5-2.0)Мк, где Ас критическая температура для указанных сталей в oC; Мк температура конца мартенситного превращения в oC.The present invention has the task of increasing the wear resistance of the tool and products made of carbon, alloyed high-speed steels and hard alloys. In the proposed method, hardening is achieved by heating the product to a temperature of (0.15-0.95) Ac, and during the cooling process, the product is exposed to an acoustic field created by a jet sound generator (GGZ) with a sound pressure of 160-180 dB, the frequency of the acoustic field range 450-1500 Hz, while the product is subjected to cold treatment to a negative temperature equal to (0.5-2.0) Mk, where Ac is the critical temperature for these steels in o C; MK the temperature of the end of the martensitic transformation in o C.

Пример. В качестве примера заявляемого способа упрочнения использован режущий инструмент, изготовленный из быстрорежущей стали Р6М5. Партию из 10 сверл (диаметром 6,1 мм), предварительно прошедших цикл термической обработки по режиму: температуру закалки 1220oC, среда охлаждения масло, отпуск при температуре 560oC 3 раза по 1 ч; нагревают до температуры низкого отпуска, выдерживают в течении 10 мин, после этого сверла помещают в резонатор газодинамического генератора звука, где их охлаждают под воздействием нестационарного потока газа в звуковом поле с диапазоном звуковых частот (450-1500) Гц и уровнем звукового давления L=(160-180) дБ в течении (5-10) мин, после чего температуру изделия понижают до значения (-70 +100)oC и изделие выдерживают дополнительное время в зависимости от его габаритов и массы. Результаты испытаний сверл приведены в табл. 1, где КТАО криогенная термоакустическая обработка; ТО термическая обработка (по режиму, приведенному в аналоге для сверл из Р6М5.Example. As an example of the proposed method of hardening, a cutting tool made of high-speed steel P6M5 was used. A batch of 10 drills (6.1 mm in diameter) that previously underwent a heat treatment cycle according to the following conditions: quenching temperature 1220 o C, cooling medium oil, tempering at a temperature of 560 o C 3 times for 1 hour; heated to a low tempering temperature, held for 10 minutes, then the drills are placed in the resonator of a gas-dynamic sound generator, where they are cooled under the influence of an unsteady gas flow in the sound field with a sound frequency range (450-1500) Hz and sound pressure level L = ( 160-180) dB for (5-10) min, after which the temperature of the product is lowered to a value of (-70 +100) o C and the product can withstand additional time depending on its size and weight. The test results of the drills are given in table. 1, where CTAO cryogenic thermoacoustic treatment; THEN heat treatment (according to the mode given in the analogue for drills from P6M5.

Как видно из результатов, приведенных в табл. 1, выход за указанные параметры акустической обработки и рекомендуемые интервалы температур не учитывает стойкости инструмента, либо снижает ее. As can be seen from the results given in table. 1, going beyond the specified parameters of acoustic processing and recommended temperature ranges does not take into account the tool life, or reduces it.

Сравнительная износостойкость инструмента, подвергнутого режиму термообработки (ТО) и обработке криогенной с акустическим полем (КТАО), приведена в табл. 2. Comparative wear resistance of a tool subjected to heat treatment (TO) and cryogenic treatment with an acoustic field (CTAO) is given in Table. 2.

Как видно из табл. 2, заявляемый способ обработки обеспечивает повышение стойкости инструмента в 1,2-3,5 раза, что связано с уменьшением количества остаточного аустенита и остаточных напряжений при термоакустической обработке. As can be seen from the table. 2, the inventive processing method provides an increase in tool life by 1.2-3.5 times, which is associated with a decrease in the amount of residual austenite and residual stresses during thermoacoustic processing.

Claims (1)

Способ упрочнения изделий из углеродистых, легированных, высоколегированных, быстрорежущих сталей и твердых сплавов, включающий нагрев изделия с последующим охлаждением, отличающийся тем, что нагрев изделия осуществляют до температуры (0,15 0,95) Ас1, а в процессе охлаждения на изделие воздействуют акустическим полем, создаваемым газоструйным генератором звука, со звуковым давлением 160 180 дБ, частотой акустического поля 450 1500 Гц, при это изделие подвергают обработке холодом до отрицательной температуры, равной (0,5 2,0) Мк, где Ас1 - критическая температура для указанных сталей, oС; Мк температура конца мартенситного превращения, oС.The method of hardening products from carbon, alloy, high alloy, high-speed steels and hard alloys, including heating the product with subsequent cooling, characterized in that the product is heated to a temperature of (0.15 0.95) Ac 1 , and in the process of cooling the product is exposed the acoustic field created by the gas-jet sound generator with a sound pressure of 160 180 dB, the frequency of the acoustic field 450 1500 Hz, when this product is subjected to cold treatment to a negative temperature equal to (0.5 2.0) M k , where Ac 1 is critical temperature for the indicated steels, o С; M to the temperature of the end of the martensitic transformation, o C.
RU96114291/02A 1996-07-17 1996-07-17 Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys RU2100456C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96114291/02A RU2100456C1 (en) 1996-07-17 1996-07-17 Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96114291/02A RU2100456C1 (en) 1996-07-17 1996-07-17 Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2100456C1 true RU2100456C1 (en) 1997-12-27
RU96114291A RU96114291A (en) 1998-03-10

Family

ID=20183297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96114291/02A RU2100456C1 (en) 1996-07-17 1996-07-17 Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2100456C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100445024C (en) * 2006-10-19 2008-12-24 太原科技大学 Method for processing high speed steel screw tap
RU2580767C2 (en) * 2013-12-24 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel
CN110699517A (en) * 2019-10-17 2020-01-17 安徽恒明工程技术有限公司 Vacuum high-temperature quenching heat treatment process for DC53 steel
RU2812654C1 (en) * 2023-06-02 2024-01-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова" Method for strengthening steel tool by creating subfine crystallographically disordered structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1986, с. 355 - 379. Металловедение и термическая обработка металлов. - 1982, N 11, с.32. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100445024C (en) * 2006-10-19 2008-12-24 太原科技大学 Method for processing high speed steel screw tap
RU2580767C2 (en) * 2013-12-24 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel
CN110699517A (en) * 2019-10-17 2020-01-17 安徽恒明工程技术有限公司 Vacuum high-temperature quenching heat treatment process for DC53 steel
CN110699517B (en) * 2019-10-17 2021-02-19 安徽恒明工程技术有限公司 Vacuum high-temperature quenching heat treatment process for DC53 steel
RU2812654C1 (en) * 2023-06-02 2024-01-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова" Method for strengthening steel tool by creating subfine crystallographically disordered structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tekeli Enhancement of fatigue strength of SAE 9245 steel by shot peening
US4222793A (en) High stress nodular iron gears and method of making same
RU2422540C1 (en) Procedure for thermal treatment of items out of structural steel
CN110777322B (en) Carburizing method for alloy surface
RU2100456C1 (en) Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys
US6203633B1 (en) Laser peening at elevated temperatures
JPH07316640A (en) Carburization hardening method and driving power transmission member subjected to carburization hardening
CN106435097A (en) Low-temperature intensive quenching method of precision machine tool main shaft bearing substrate
Alava et al. On the influence of cryogenic steps on heat treatment processes
CN113151648B (en) Preparation method of ultrahigh-strength dual-phase isomeric stainless steel
JP2741222B2 (en) Method for manufacturing a nitrided steel member
RU2561611C2 (en) Thermal processing of parts made of structural steels
JPH1018020A (en) Heat treatment for steel
JP2000317838A (en) Surface treatment method for spring
Kovalenko et al. Increase in the durability of the tool, utilized in aviation machine building and with the reconditioning of the air vessels
RU2812654C1 (en) Method for strengthening steel tool by creating subfine crystallographically disordered structure
Ferguson et al. Effect of austenitizing temperature on toughness of martensitic steels
RU2580767C2 (en) Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel
JP5675296B2 (en) Surface treatment apparatus and surface treatment method
RU1779694C (en) Method of all-round surface-hardening of parts
RU2086670C1 (en) Method of heat treatment of pipes
RU2016092C1 (en) Method of heat treatment of low-alloyed perlite hypereutectoid steel
JP2002294396A (en) Case hardening steel having little heat treatment strain
Borisov et al. Cooling large forgings in a water-air mixture
SU797243A1 (en) Steel-hardening method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060718

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110718