RU2325451C2 - Method of tool steel properties improvement - Google Patents

Method of tool steel properties improvement Download PDF

Info

Publication number
RU2325451C2
RU2325451C2 RU2006122765/02A RU2006122765A RU2325451C2 RU 2325451 C2 RU2325451 C2 RU 2325451C2 RU 2006122765/02 A RU2006122765/02 A RU 2006122765/02A RU 2006122765 A RU2006122765 A RU 2006122765A RU 2325451 C2 RU2325451 C2 RU 2325451C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deformation
resistance
workpiece
tool steel
logarithmic compression
Prior art date
Application number
RU2006122765/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006122765A (en
Inventor
Александр Дмитриевич Хван (RU)
Александр Дмитриевич Хван
Дмитрий Владимирович Хван (RU)
Дмитрий Владимирович Хван
Александр Васильевич Токарев (RU)
Александр Васильевич Токарев
Михаил Александрович Дикарев (RU)
Михаил Александрович Дикарев
Сергей Иванович Бахматов (RU)
Сергей Иванович Бахматов
Петр Михайлович Панин (RU)
Петр Михайлович Панин
Сергей Анатольевич Баранников (RU)
Сергей Анатольевич Баранников
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2006122765/02A priority Critical patent/RU2325451C2/en
Publication of RU2006122765A publication Critical patent/RU2006122765A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2325451C2 publication Critical patent/RU2325451C2/en

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes, non-cutting shaping.
SUBSTANCE: invention is related to metals non-cutting shaping for improvement of tool steel resistance and may be used in aircraft building, shipbuilding and other industries. In order to improve tools resistance, stocks are subjected to plastic deformation, first by twisting to shear deformation on the stock surface, than by collapsing to logarithmic compression strain, accumulated plastic deformation is determined by the following dependence:
Figure 00000002
where ec is logarithmic compression strain; γ0 - shear deformation on the stock surface, and then the stock is thermally treated.
EFFECT: improves tool steels resistance.
3 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением применительно к повышению стойкости инструментальных сталей и может использоваться в авиастроении, судостроении и других отраслях промышленности.The invention relates to the processing of metals by pressure with respect to increasing the durability of tool steels and can be used in aircraft, shipbuilding and other industries.

Известен способ [1] обработки заготовки из инструментальной стали, включающий одновременную осадку с кручением заготовки до накопленной деформации, обеспечивающей наибольшую стойкость стали.A known method [1] of processing a workpiece made of tool steel, including simultaneous upsetting with torsion of the workpiece to accumulate deformation, providing the greatest resistance to steel.

Недостатком данного способа являются ограниченные возможности увеличения стойкости инструментальной стали.The disadvantage of this method is the limited ability to increase the resistance of tool steel.

Изобретение направлено на обеспечение более высокой степени увеличения стойкости инструментальной стали наложением деформации осадки на деформацию сдвига в технологическом процессе.The invention is aimed at providing a higher degree of increase in tool steel durability by superimposing draft deformation on shear deformation in the technological process.

Это достигается тем, что заготовку из инструментальной стали сначала подвергают деформации кручением до деформации сдвига на поверхности заготовки, а затем деформации осадкой до логарифмической деформации сжатия, а накопленную пластическую деформацию определяют по следующей зависимостиThis is achieved by the fact that the workpiece made of tool steel is first subjected to torsional deformation to shear deformation on the surface of the workpiece, and then to sag to a logarithmic compression deformation, and the accumulated plastic deformation is determined by the following relationship

Figure 00000003
Figure 00000003

где ес - логарифмическая деформация сжатия; γ0 - деформация сдвига на поверхности заготовки.where e c is the logarithmic compression strain; γ 0 - shear strain on the surface of the workpiece.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Изготовленные из прутков инструментальной стали заготовки сначала подвергают кручению до деформации сдвига γ0 на поверхности заготовки, затем их осаживают до логарифмической деформации сжатия ес, а накопленную пластическую деформацию определяют по формуле (1).The essence of the proposed method is as follows. The preforms made from tool steel rods are first subjected to torsion to a shear strain γ 0 on the surface of the preform, then they are deposited until the logarithmic compression deformation e s , and the accumulated plastic deformation is determined by the formula (1).

Деформацию сдвига в точке поперечного сечения заготовки, координата которой определяется радиусом ρ в пределах от 0 до наружного радиуса заготовки r0, определяют по формулеThe shear strain at the point of the cross section of the workpiece, the coordinate of which is determined by a radius ρ in the range from 0 to the outer radius of the workpiece r 0 , is determined by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где φ - абсолютный угол поворота концевых сечений, отстоящих друг от друга на расстоянии

Figure 00000005
. Логарифмическая деформация сжатия определяется по соотношениюwhere φ is the absolute angle of rotation of the end sections spaced apart from each other at a distance
Figure 00000005
. Logarithmic compression strain is determined by the ratio

Figure 00000006
Figure 00000006

где h0, h - исходная и текущая высота заготовки.where h 0 , h - the initial and current height of the workpiece.

Предлагаемое изобретение достаточно эффективно может быть использовано для повышения стойкости инструментов цилиндрической формы типа разверток, концевых и цилиндрических фрез, зенкеров. У этих видов инструментов режущие лезвия находятся на цилиндрической поверхности. В связи с этим для оценки деформации сдвига на поверхности заготовки по формуле (2) необходимо принять ρ=r0, т.е.The present invention can be used quite effectively to increase the durability of cylindrical tools such as reamers, end and cylindrical mills, countersinks. For these types of tools, the cutting blades are on a cylindrical surface. In this regard, to estimate the shear strain on the surface of the workpiece by the formula (2), it is necessary to take ρ = r 0 , i.e.

Figure 00000007
Figure 00000007

где γ0 - деформация сдвига на поверхности заготовки.where γ 0 is the shear strain on the surface of the workpiece.

Оптимальное значение полной деформации в соответствии с формулой (1) экспериментально для каждого значения сдвига γ0. Определяют значение деформации сжатия ес, при которой устанавливается максимальная стойкость инструментальной стали. Далее деформированные заготовки подвергают термической обработке по соответствующему для каждой инструментальной стали температурному режиму.The optimal value of the total strain in accordance with formula (1) is experimental for each shear value γ 0 . Determine the value of compression deformation e s , at which the maximum resistance of tool steel is established. Further, the deformed workpieces are subjected to heat treatment according to the temperature regime appropriate for each tool steel.

Пример реализации предлагаемого способа рассмотрен на низколегированной инструментальной стали 9ХС. Из прутков указанной стали были изготовлены заготовки с головками и рабочим диаметром d0=2r0=15 мм и расчетной длиной

Figure 00000008
. После чего они перед термообработкой подвергались кручению на испытательной машине КМ-50 до деформации сдвига γ0=0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,40; 0,45.An example of the implementation of the proposed method is considered on low alloy tool steel 9XC. Billets with heads and a working diameter of d 0 = 2r 0 = 15 mm and an estimated length were made from the bars of this steel.
Figure 00000008
. Then, before heat treatment, they were subjected to torsion on a KM-50 testing machine until shear strain γ 0 = 0.05; 0.10; 0.15; 0.20; 0.25; 0.30; 0.35; 0.40; 0.45.

В таблице 1 представлены значения угла φ в рад., на которые закручивались заготовки радиусом r0=7,5 мм, чтобы получить указанные расчетные значения γ0. Угол φ определяли по полученной из (4) формулеTable 1 shows the values of the angle φ in rad., On which billets were twisted with a radius r 0 = 7.5 mm to obtain the indicated calculated values of γ 0 . The angle φ was determined by the formula obtained from (4)

Figure 00000009
Figure 00000009

Табл.1Table 1 γ0 γ 0 0,050.05 0,100.10 0,150.15 0,200.20 0,250.25 0,300.30 0,350.35 0,400.40 0,450.45 φ, рад.φ, glad. 0,50.5 1,01,0 1,51,5 2,02.0 2,52,5 3,03.0 3,53,5 4,04.0 4,54,5

Далее из этих заготовок изготавливались короткие образцы высотой h0=25 мм. Осадку их для каждой сдвиговой деформации γ0 производили до деформаций ес=0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,40; 0,45; 0,50; 0,55. В таблице 2 представлены значения текущей высоты h, до которых необходимо сжать заготовки. При этом текущая высота рассчитывалась по полученной из (3) формулыFurther, short samples with a height of h 0 = 25 mm were made from these blanks. Their precipitation for each shear strain γ 0 was carried out before the strains e c = 0.10; 0.15; 0.20; 0.25; 0.30; 0.35; 0.40; 0.45; 0.50; 0.55. Table 2 presents the values of the current height h, to which it is necessary to compress the workpieces. In this case, the current height was calculated according to the formula obtained from (3)

Figure 00000010
Figure 00000010

Табл.2Table 2 ec e c 0,100.10 0,150.15 0,200.20 0,250.25 0,300.30 0,350.35 0,400.40 0,450.45 0,500.50 h, ммh mm 22,6222.62 21,5221.52 20,4720.47 19,4719.47 18,5218.52 17,6217.62 16,7616.76 15,9415.94 15,1615.16

В таблице 3 представлены значения накопленной пластической деформации е, рассчитанные по формуле (1).Table 3 presents the accumulated plastic strain values e calculated by the formula (1).

Figure 00000011
Figure 00000011

Для установления эффекта повышения стойкости стали были проведены испытания изготовленных из деформированных заготовок резцов с соответствующей термообработкой (закалка и последующий отпуск).To establish the effect of increasing the resistance of steel, tests were made of deformed cutter blanks with appropriate heat treatment (hardening and subsequent tempering).

Испытания резцов показали, что стойкость стали зависит от накопленной пластической деформации е. Увеличение стойкости происходит до некоторого оптимального значения еопт, после чего стойкость начинает уменьшаться.Tests of the cutters showed that the resistance of steel depends on the accumulated plastic deformation e. An increase in resistance occurs to some optimal value e opt , after which the resistance begins to decrease.

При этом для каждого представленного в табл.1 значения сдвига γ0 определяют экспериментально деформацию сжатия

Figure 00000012
, при которой стойкость стали становится наибольшей -
Figure 00000013
, и соответственно рассчитывают по формуле (1) накопленную деформацию е. Оптимальную накопленную деформацию еопт, соответствующую максимальной стойкости Tmax из всех наибольших стойкостей
Figure 00000014
, устанавливают статистической обработкой опытных данных. В результате установлено, что для исследованной стали еопт=0,394 (ес=0,31; у0=0,42).Moreover, for each shift value γ 0 presented in Table 1, the compression strain is determined experimentally
Figure 00000012
at which the resistance of steel becomes the greatest -
Figure 00000013
, and, accordingly, the accumulated deformation e is calculated according to the formula (1). The optimal accumulated deformation e opt corresponding to the maximum resistance T max of all the maximum resistance
Figure 00000014
, establish the statistical processing of experimental data. As a result, it was found that for the studied steel, e opt = 0.394 (e c = 0.31; y 0 = 0.42).

Увеличение стойкости стали относительно стойкости по способу-прототипу составило 1,17 раза (на 17%), что достаточно существенно для режущих инструментов. Температурные режимы термической обработки в сопоставляемых способах были одинаковы.The increase in steel resistance relative to resistance by the prototype method amounted to 1.17 times (17%), which is significant enough for cutting tools. The temperature conditions of heat treatment in the compared methods were the same.

Применение предлагаемого изобретения в промышленности позволит достаточно эффективно повышать стойкость инструментов (режущих и мерительных).The application of the invention in industry will effectively increase the durability of tools (cutting and measuring).

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ № 2252269, C21D 8/00, 7/00, 20.05.05, Бюл. № 14.1. RF patent No. 2252269, C21D 8/00, 7/00, 05/20/05, Bull. Number 14.

Claims (1)

Способ обработки заготовки из инструментальной стали, включающий деформацию заготовки до необходимой накопленной деформации и термическую обработку, отличающийся тем, что для обеспечения максимального увеличения стойкости заготовку сначала подвергают деформации кручением до деформации сдвига на поверхности заготовки, а затем деформации осадкой до логарифмической деформации сжатия, а накопленную пластическую деформацию определяют по следующей зависимости:A method of processing a workpiece made of tool steel, including deformation of the workpiece to the required accumulated deformation and heat treatment, characterized in that in order to maximize the resistance, the workpiece is first subjected to torsional deformation to shear deformation on the surface of the workpiece, and then to sag to a logarithmic compression deformation, and the accumulated plastic deformation is determined by the following relationship:
Figure 00000015
,
Figure 00000015
,
где ес - логарифмическая деформация сжатия;where e c is the logarithmic compression strain; γ0 - деформация сдвига на поверхности заготовки.γ 0 - shear strain on the surface of the workpiece.
RU2006122765/02A 2006-06-26 2006-06-26 Method of tool steel properties improvement RU2325451C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006122765/02A RU2325451C2 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Method of tool steel properties improvement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006122765/02A RU2325451C2 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Method of tool steel properties improvement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006122765A RU2006122765A (en) 2008-01-10
RU2325451C2 true RU2325451C2 (en) 2008-05-27

Family

ID=39019800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006122765/02A RU2325451C2 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Method of tool steel properties improvement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2325451C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471002C1 (en) * 2011-11-28 2012-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Method of increasing fatigue strength of structural metallic materials
RU2537414C2 (en) * 2011-06-09 2015-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of materials hardening

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537414C2 (en) * 2011-06-09 2015-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of materials hardening
RU2471002C1 (en) * 2011-11-28 2012-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Method of increasing fatigue strength of structural metallic materials

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006122765A (en) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5015050B2 (en) Tool with improved machining area by thermal processing and method for forming such tool
US4061013A (en) Method of forming socket wrenches
US4472207A (en) Method for manufacturing blank material suitable for oil drilling non-magnetic stabilizer
CN1744955A (en) Seamless steel tube for drive shaft and method for manufacturing the same
CN114086063A (en) Method for producing high-speed tool steel material, method for producing high-speed tool steel product, and high-speed tool steel product
US20090000709A1 (en) Method for producing high chromium seamless pipe or tube
Gürün et al. Experimental examination of effects of punch angle and clearance on shearing force and estimation of shearing force using fuzzy logic
RU2325451C2 (en) Method of tool steel properties improvement
CN107350740B (en) A kind of fine grinding stick cold drawing production technology that high intensity high dimensional accuracy concentricity is good
EP1757376B2 (en) Process for producing seamless steel pipe
JPH0957329A (en) Manufacture of steel pipe for diesel engine fuel injection pipe
EP2786814A1 (en) Method for manufacturing seamless pipe
CN112008348A (en) Manufacturing method of cold-hardened high-strength super dual-phase steel seamless pipe
CN105555976A (en) Process for manufacturing high-carbon electric resistance welded steel pipe, and automobile part
RU2252269C1 (en) Method of tool steel properties improvement
RU2368448C1 (en) Manufacturing method of products of type stepped shaft by cross-wedge rolling
US20040261918A1 (en) Billet for cold forging, method of manufacturing billet for cold forging, method of continuously cold-forging billet, method of cold-forging
RU2215795C2 (en) Method of enhancing properties of tool steel
RU2337784C2 (en) Method for forged blank production
JP3657110B2 (en) High-hardness cold tool steel for pre-hardened with excellent wear resistance and machinability
RU2110353C1 (en) Method for making steel armor-piercing cores
RU2227812C2 (en) Method of manufacture of spring articles
JP4992677B2 (en) Method for manufacturing ultrasonic fatigue test piece of wire
RU2283714C2 (en) Billet forging method in four-striker forging apparatus
RU2288064C1 (en) Method for producing round blanks for sheet forming

Legal Events

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

Effective date: 20080627