RU2451108C1 - Способ обработки инструмента из стали или твердосплавного инструмента - Google Patents
Способ обработки инструмента из стали или твердосплавного инструмента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451108C1 RU2451108C1 RU2010140572/02A RU2010140572A RU2451108C1 RU 2451108 C1 RU2451108 C1 RU 2451108C1 RU 2010140572/02 A RU2010140572/02 A RU 2010140572/02A RU 2010140572 A RU2010140572 A RU 2010140572A RU 2451108 C1 RU2451108 C1 RU 2451108C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- coating
- steel
- nickel
- hardness
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим повышение стойкости режущего и штампового инструмента за счет изменения состава и структуры их поверхностных слоев, и может быть использовано для увеличения эксплуатационного ресурса инструмента, увеличения производительности и качества обработки. Способ обработки инструмента из стали или твердого сплава включает нанесение диффузионного покрытия путем насыщения инструмента из стали или твердого сплава в эвтектическом расплаве свинец-литий с добавлением меди и никеля с получением покрытия. После нанесения покрытия осуществляют упрочнение инструмента путем его приработки на материале твердостью от 10 до 18 HRCэ при величине контактных напряжений от 2000 до 5000 МПа в течение 2-5 минут. Получается покрытие, обладающее высокой стойкостью к адгезионному схватыванию, механическому истиранию и деформированию при сохранении положительных эксплуатационных свойств никель-медного покрытия. 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим повышение стойкости режущего и штампового инструмента за счет изменения состава и структуры их поверхностных слоев, и может быть использовано для увеличения эксплуатационного ресурса инструмента, увеличения производительности и качества обработки.
Известны способы повышения работоспособности инструмента за счет изменения состава и структуры его поверхностных слоев, осуществляемые путем диффузионного насыщения поверхности инструмента в процессе химико-термической обработки элементами внедрения (азотирования, нитроцементации и др.), наплавкой, напылением сплавами заданного состава: плазменно-дуговая наплавка, плазменное напыление, финишное плазменное напыление, а также физические и химические способы осаждения элементов из газовых, паровых, жидких и твердых фаз [Инструментальные материалы. Учебн. пособие / Г.А.Воробьева, Е.Е.Складнова, А.Ф.Леонов, В.К.Ерофеев. - СПб.: Политехника, 2005. 268 с.]. Недостатком технологий химико-термической обработки является то, что они в большинстве случаев повышают хрупкость инструмента. Наплавка и напыление не обеспечивают прочной связи покрытия с основой, а также характеризуются безвозвратными потерями наносимого на поверхность инструмента материала. Общими недостатками физических и химических способов осаждения являются сложность технологического процесса, высокая стоимость технологического оборудования и технологические сложности формирования равномерных покрытий на всех поверхностях изделия.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент №2271265 РФ, МПК B23B 27/00 (2006.01). «Инструмент для обработки металлов резанием и давлением». Согласно этому патенту, на поверхность инструмента наносятся упрочняющие диффузионные никель-медные покрытия, получаемые путем диффузионного насыщения в расплаве эвтектического сплава свинец-литий с добавками меди и никеля, при температуре 1000-1200°C.
Нанесение диффузионных никель-медных покрытий на инструмент, обладающих низким коэффициентом трения, низкой схватываемостью с обрабатываемым материалом, повышенной теплопроводностью и самоупрочняющимся эффектом, обеспечивает повышение стойкости инструмента, производительности и качества обработки.
Недостатком прототипа является низкая исходная твердость, а следовательно, и износостойкость диффузионных никель-медных покрытий, что может при обработке сплавов, имеющих твердофазные включения, или твердостью более 30 HRCэ приводить к износу покрытия до наступления эффекта самоупрочнения покрытия.
Задачей заявляемого изобретения является повышение стойкости к износу никель-медных покрытий, нанесенных на поверхность инструмента, при обработке сплавов, имеющих твердость более 30 HRCэ или имеющих твердофазные включения.
Технический результат - повышение ресурса инструмента, а также качества и производительности при обработке ими сплавов, имеющих твердость более 30 HRCэ, а также сплавов, имеющих твердофазные включения.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом способе обработки инструмента из стали или твердого сплава, включающем нанесение диффузионного покрытия путем насыщения инструмента из стали или твердого сплава в эвтектическом расплаве свинец-литий с добавлением меди и никеля с получением покрытия, отличающийся тем, что после нанесения покрытия осуществляют его упрочнение путем приработки инструмента на материале твердостью от 10 до 18 HRCэ, при величине контактных напряжений от 2000 до 5000 МПа, в течение 2…5 минут.
Благодаря введению в технологический цикл изготовления инструмента этапа упрочняющей приработки покрытого инструмента на материале твердостью от 10 до 18 HRCэ (твердость обрабатываемого материала близка к твердости никель-медного покрытия после процесса металлизации), диффузионное никель-медное покрытие самоупрочняется, его микротвердость повышается до 6000…7000 МПа, и при этом не наблюдается эрозионного уноса материала покрытия. Сформировавшееся в результате приработки покрытие обладает высокой стойкостью к адгезионному схватыванию, механическому истиранию и деформированию при сохранении тех положительных эксплуатационных свойств, какими обладают никель-медные покрытия.
Таким образом, благодаря введению в технологический цикл этапа приработки значительно расширяется диапазон обрабатываемых сплавов, повышаются производительность, качество обработки и стойкость инструмента.
Пример 1. Проводилось экспериментальное точение прутков из стали Х12МФ твердостью 40 HRCэ, при скорости резания 100 м/мин, глубине резания 2,5 мм, подаче 0,2 мм/об резцами с твердосплавными пластинами марки Т15К6 с нанесенными на них никель-медными покрытиями в расплаве свинец + литий + медь + никель при температуре 1100°C. Первой партией резцов с покрытыми твердосплавными пластинами было проведено точение без упрочняющей приработки (прототип), а вторая партия резцов с покрытыми пластинами перед точением была подвергнута упрочняющим приработкам путем точения термически обработанной стали 40 на твердость 10 HRCэ и 18 HRCэ при скорости резания 20 м/мин, глубина резания составляла 5 мм, а подача изменялась, обеспечивая контактные напряжения в зоне резания 2000 МПа, 5000 МПа.
Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Таблица 1 | |||||
№ п/п | Параметры режимов приработки | Период стойкости инструмента, мин | Шероховатость поверхности, Ra, мкм | ||
Твердость обрабатываемого материала, HRCэ | Контактные напряжения в зоне резания, МПа | Время приработки | |||
1 | 10 | 2000 | 5 | 110 | 0,75 |
2 | 18 | 5000 | 2 | 120 | 0,67 |
3 | прототип | 90 | 0,93 |
Упрочняющая приработка обеспечила повышение стойкости резцов в 1,3 раза и снижение шероховатости Ra на 0,26 мкм.
Пример 2. Сравнительным испытанием по определению влияния упрочняющей приработки на стойкость инструмента и качество обработки подвергались резцы из быстрорежущей стали Р6М5 с никель-медными покрытиями без упрочняющей приработки (прототип) и с ней (заявляемый способ). Исследования проводились путем токарной обработки дисперсионно-упрочненного композиционного материала на алюминиевой основе САП-3. Режимы токарной обработки: скорость резания 100 м/мин, глубина резания 5 мм, подача 0,1 мм/об.
Упрочняющая приработка резцов с никель-медными покрытиями проводилась на стали 40 твердостью 15 HRСэ, при скорости резания 20 м/мин, глубина резания составляла 5 мм, контактные напряжения в зоне резания 3000 МПа.
Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Таблица 2 | |||||
№ п/п | Параметры режимов приработки | Период стойкости инструмента, мин | Шероховатость поверхности, Ra, мкм | ||
Твердость обрабатываемого материала, HRCэ | Контактные напряжения в зоне резания, МПа | Время приработки | |||
1 | 15 | 3000 | 5 | 130 | 0,65 |
2 | прототип | 80 | 0,95 |
Упрочняющая приработка обеспечила повышение стойкости резцов в 1,6 раза и снижение шероховатости Ra на 0,3 мкм.
Claims (1)
- Способ обработки инструмента из стали или твердого сплава, включающий нанесение диффузионного покрытия путем насыщения инструмента из стали или твердого сплава в эвтектическом расплаве свинец-литий с добавлением меди и никеля с получением покрытия, отличающийся тем, что после нанесения покрытия осуществляют упрочнение инструмента путем его приработки на материале твердостью от 10 до 18 НКСэ при величине контактных напряжений от 2000 до 5000 МПа в течение 2-5 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010140572/02A RU2451108C1 (ru) | 2010-10-04 | 2010-10-04 | Способ обработки инструмента из стали или твердосплавного инструмента |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010140572/02A RU2451108C1 (ru) | 2010-10-04 | 2010-10-04 | Способ обработки инструмента из стали или твердосплавного инструмента |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010140572A RU2010140572A (ru) | 2012-04-10 |
RU2451108C1 true RU2451108C1 (ru) | 2012-05-20 |
Family
ID=46031441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010140572/02A RU2451108C1 (ru) | 2010-10-04 | 2010-10-04 | Способ обработки инструмента из стали или твердосплавного инструмента |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2451108C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2509173C1 (ru) * | 2013-02-12 | 2014-03-10 | ООО "Биметалл Плюс" | Способ обработки твердосплавного инструмента |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1772215A1 (ru) * | 1991-01-16 | 1992-10-30 | Le Mekh I Im Marshala Sovetsko | Cпocoб hahecehия диффузиohhoгo пokpыtия ha ctaльhыe издeлия |
WO2003045619A1 (en) * | 2001-11-21 | 2003-06-05 | Dana Canada Corporation | Alloy composition and method for low temperature fluxless brazing |
WO2004104261A1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Russian-American Technology Alliance, Inc. | Coatings for metal casting parts |
RU2271265C1 (ru) * | 2004-06-03 | 2006-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Инструмент для обработки металлов резанием и давлением |
RU2312164C1 (ru) * | 2006-05-02 | 2007-12-10 | ГОУВПО Кубанский государственный технологический университет | Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия |
-
2010
- 2010-10-04 RU RU2010140572/02A patent/RU2451108C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1772215A1 (ru) * | 1991-01-16 | 1992-10-30 | Le Mekh I Im Marshala Sovetsko | Cпocoб hahecehия диффузиohhoгo пokpыtия ha ctaльhыe издeлия |
WO2003045619A1 (en) * | 2001-11-21 | 2003-06-05 | Dana Canada Corporation | Alloy composition and method for low temperature fluxless brazing |
WO2004104261A1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Russian-American Technology Alliance, Inc. | Coatings for metal casting parts |
RU2271265C1 (ru) * | 2004-06-03 | 2006-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Инструмент для обработки металлов резанием и давлением |
RU2312164C1 (ru) * | 2006-05-02 | 2007-12-10 | ГОУВПО Кубанский государственный технологический университет | Способ нанесения диффузионных покрытий на стальные изделия |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2509173C1 (ru) * | 2013-02-12 | 2014-03-10 | ООО "Биметалл Плюс" | Способ обработки твердосплавного инструмента |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010140572A (ru) | 2012-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1204293C (zh) | 耐烧结性及耐磨耗性优良的中高温加工用被覆工具 | |
JP5636052B2 (ja) | 白金族金属濃度勾配を有する塗膜された切削工具および関連プロセス | |
JP5686253B2 (ja) | 耐剥離性に優れる表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具 | |
EP2098610B1 (en) | Hard coating film excellent in lubrication characteristics, process for formation thereof, and tool for the plastic working of metal | |
RU75350U1 (ru) | Инструмент деформации для прессования профилей из титановых сплавов | |
RU2451108C1 (ru) | Способ обработки инструмента из стали или твердосплавного инструмента | |
RU2419680C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
RU2622540C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
JPS58153774A (ja) | 硬質被覆部材の製造法 | |
RU2789642C1 (ru) | Способ химико-термической обработки твердосплавных пластин | |
RU2461655C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
RU2509173C1 (ru) | Способ обработки твердосплавного инструмента | |
RU2622543C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
RU2596528C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
RU2631551C1 (ru) | Способ повышения износостойкости изделий из твердых сплавов | |
JP5510773B2 (ja) | 多層皮膜被覆冷間加工用工具 | |
RU2090312C1 (ru) | Способ получения покрытий на изделия из твердых сплавов | |
RU2428512C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
RU60014U1 (ru) | Инструмент деформации с электроэрозионным покрытием | |
RU2461656C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
RU2413037C1 (ru) | Способ формирования на поверхности стального изделия наноструктурированного слоя | |
RU2363762C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
RU82612U1 (ru) | Штамповый инструмент с защитным покрытием | |
RU2362837C1 (ru) | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента | |
JP3679076B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130213 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201005 |