RU2580767C2 - Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel - Google Patents
Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580767C2 RU2580767C2 RU2013157462/02A RU2013157462A RU2580767C2 RU 2580767 C2 RU2580767 C2 RU 2580767C2 RU 2013157462/02 A RU2013157462/02 A RU 2013157462/02A RU 2013157462 A RU2013157462 A RU 2013157462A RU 2580767 C2 RU2580767 C2 RU 2580767C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- speed steel
- metal
- tool made
- cutting tool
- metal cutting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области обработки черных металлов, а более конкретно к повышению стойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали.The invention relates to the field of processing of ferrous metals, and more specifically to increasing the resistance of metal cutting tools made of high speed steel.
Быстрорежущие стали, такие как сталь Р6М5, обладают способностью сохранять высокую твердость и износостойкость при температурах 600°C и более (красностойкостью), что позволяет в 2-4 раза повысить скорость резания по сравнению с инструментальными сталями, не обладающими красностойкостью.High-speed steels, such as P6M5 steel, have the ability to maintain high hardness and wear resistance at temperatures of 600 ° C and more (red resistance), which allows a 2-4 times increase in cutting speed compared to tool steels that do not have red resistance.
Их широко используют для изготовления всех видов режущего инструмента, предназначенного для обработки углеродистых и легированных конструкционных сталей, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками.They are widely used for the manufacture of all types of cutting tools designed for the processing of carbon and alloy structural steels, as well as tools that work with impact loads.
Стандартная упрочняющая термическая обработка подобных изделий из данных сталей заключается в закалке с температуры 1220-1270°C, необходимой для получения в результате нагрева высоколегированного вольфрамом и молибденом аустенита, а после закалочного охлаждения - обладающего высокой теплостойкостью мартенсита и двух или трехкратном отпуске при температуре 550-570°C, вызывающем превращение остаточного аустенита в мартенсит и выделение дисперсных вторичных карбидов.The standard hardening heat treatment of such products from these steels consists in quenching from a temperature of 1220-1270 ° C, which is necessary to obtain austenite, which is highly alloyed with tungsten and molybdenum, by heating, and after quenching cooling, it has high heat resistance martensite and two or three times tempering at a temperature of 550- 570 ° C, causing the conversion of residual austenite to martensite and the precipitation of dispersed secondary carbides.
Износ режущей кромки инструмента в процессе эксплуатации происходит вследствие совокупности таких факторов, как повреждение режущей кромки, происходящее под действием механических и термических нагрузок, изнашивание вследствие сваривания под давлением инструмента и заготовки (адгезия), механическое изнашивание, представляющее собой отрыв частиц режущей кромки под действием внешних сил, а при значительных температурах и угорание материала режущей кромки (тепловое изнашивание). Стойкость обычно оценивается по износу режущей кромки инструмента.Deterioration of the tool’s cutting edge during operation occurs due to a combination of factors such as damage to the cutting edge caused by mechanical and thermal loads, wear due to pressure welding of the tool and workpiece (adhesion), and mechanical wear, which is the detachment of the cutting edge particles due to external forces, and at significant temperatures and the burning of the material of the cutting edge (thermal wear). Resistance is usually measured by wear on the cutting edge of the tool.
Актуальной является задача повышения стойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущих сталей и уменьшения, тем самым, расхода дорогостоящего инструмента, а также увеличения производительности труда.The urgent task is to increase the durability of metal cutting tools made of high-speed steels and thereby reduce the consumption of expensive tools, as well as increase labor productivity.
Известен способ упрочнения изделий из углеродистых, легированных, высоколегированных, быстрорежущих сталей и твердых сплавов (см. патент RU 2100456 C1, 27.12.1997 г. Бюл. №36), включающий нагрев изделия до температуры (0,15-0,95) Ac1, с последующим охлаждением под воздействием акустического поля, создаваемого 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 температуры конца мартенситного превращения.A known method of hardening products from carbon, alloy, high alloy, high-speed steels and hard alloys (see patent RU 2100456 C1, 12/27/1997 Bull. No. 36), including heating the product to a temperature (0.15-0.95) Ac 1 , followed by cooling under the influence of the acoustic field created by the gas-jet sound generator, with sound pressure of 160-180 dB, the frequency of the acoustic field of 450-1500 Hz, while this product is subjected to cold treatment to a negative temperature of 0.5-2.0 temperature end of martensitic transformation.
Основным недостатком данного известного способа является применение дополнительного нагрева, который создает значительный градиент температур по объему изделия, что приводит к поводке и растрескиванию, а также делает обработку сложной и дорогостоящей. К недостаткам можно отнести существенную трудоемкость способа, требующего быстрого помещения нагретых изделий в резонатор газодинамического генератора звука и потребность в размещении нагревательных печей вблизи генератора.The main disadvantage of this known method is the use of additional heating, which creates a significant temperature gradient in the volume of the product, which leads to leash and cracking, and also makes processing difficult and expensive. The disadvantages include the significant complexity of the method, requiring the rapid placement of heated products in the resonator of a gas-dynamic sound generator and the need to place heating furnaces near the generator.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ снятия остаточных напряжений на поверхности металлических изделий (см. патент RU 2458155 С1, 10.08.2012 г. Бюл. №22), принятый в качестве ближайшего аналога.The closest in technical essence to the claimed invention is a method of relieving residual stresses on the surface of metal products (see patent RU 2458155 C1, 08/10/2012 Bull. No. 22), adopted as the closest analogue.
Снятие растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий осуществляют за счет воздействия на них пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ при комнатной температуре.The removal of tensile residual stresses on the surface of metal products is carried out due to the impact of a pulsating subsonic air flow on them, having a frequency of 1130-2100 Hz and sound pressure of 120-140 dB at room temperature.
Основным недостатком данного известного способа является отсутствие повышения стойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали без обеспечения определенной минимальной продолжительности обработки пульсирующим дозвуковым воздушным потоком.The main disadvantage of this known method is the lack of increasing the resistance of a metal cutting tool made of high speed steel without providing a certain minimum duration of treatment with a pulsating subsonic air flow.
Перед заявляемым изобретением поставлена задача повысить стойкость металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали.The claimed invention has the task of increasing the resistance of a metal cutting tool made of high speed steel.
Решение поставленной задачи достигается тем, что рабочую часть стандартно термоупрочненного металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ при комнатной температуре в течение 10-20 минут.The solution to this problem is achieved by the fact that the working part of a standard heat-strengthened metal cutting tool made of high-speed steel is subjected to a pulsating subsonic air flow with a frequency of 1130-2100 Hz and sound pressure of 120-140 dB at room temperature for 10-20 minutes.
Таким образом изобретение позволило получить технический результат, а именно: повысить стойкость стандартно термоупрочненного металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали в 2-2,5 раза.Thus, the invention allowed to obtain a technical result, namely: to increase the resistance of a standard heat-strengthened metal-cutting tool made of high-speed steel by 2-2.5 times.
Заявляемое изобретение реализуется следующим образом:The claimed invention is implemented as follows:
Стандартно термоупрочненный металлорежущий инструмент из быстрорежущей стали помещают в рабочую камеру установки, где его рабочую часть подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ при комнатной температуре в течение 10-20 минут. Меньшая продолжительность обработки не приводит к получению технического результата, а более значительная не вызывает дальнейшего повышения стойкости инструмента.A standard heat-strengthened metal cutting tool made of high-speed steel is placed in the working chamber of the installation, where its working part is exposed to a pulsating subsonic air stream having a frequency of 1130-2100 Hz and sound pressure of 120-140 dB at room temperature for 10-20 minutes. A shorter processing time does not lead to a technical result, while a longer one does not further increase the tool life.
Так, обработка готовых сверл из стали Р6М5 диаметром 9,5 мм осуществлялась воздействием на их рабочую часть пульсирующего дозвукового воздушного потока в течение 15 минут без использования нагрева изделия.So, the processing of finished drills made of P6M5 steel with a diameter of 9.5 mm was carried out by exposing their working part to a pulsating subsonic air flow for 15 minutes without using product heating.
Обработка осуществлялась по двум режимам. При первом режиме частота пульсаций воздушного потока составляла порядка 1130 Гц, а звуковое давление достигало значения 120 дБ.Processing was carried out in two modes. In the first mode, the pulsation frequency of the air flow was about 1130 Hz, and the sound pressure reached 120 dB.
Второй режим характеризовался частотой пульсаций порядка 1200 Гц и звуковым давлением до 130 дБ. При данном режиме существенно возрастает скорость газового потока без значительного роста частоты пульсаций.The second mode was characterized by a pulsation frequency of the order of 1200 Hz and sound pressure up to 130 dB. In this mode, the gas flow rate increases significantly without a significant increase in the pulsation frequency.
Стойкость инструмента определялась по сравнительному износу режущей кромки.Tool life was determined by the comparative wear of the cutting edge.
Исследования показали, что при обработке по первому режиму стойкость инструмента выше в 2 раза, а при обработке по второму режиму - в 2,5 раза, чем у стандартно термоупрочненного.Studies have shown that when processing in the first mode, the tool life is 2 times higher, and when processing in the second mode, it is 2.5 times higher than that of a standard heat-strengthened one.
Воздействие пульсирующего дозвукового воздушного потока позволяет инициировать процессы, соответствующие начальным стадиям распада мартенсита - выделение из него высокодисперсных карбидных частиц - дисперсионное твердение. Наличие значительного числа мелких карбидных частиц сдвигает процесс коагуляции карбидов, а следовательно и разупрочнение в область более высоких температур. Кроме того, можно предположить, что в ходе описанного воздействия на быстрорежущий инструмент происходит продолжение мартенситного превращения остаточного аустенита.The action of a pulsating subsonic air flow allows initiating processes corresponding to the initial stages of martensite decay - the release of highly dispersed carbide particles from it - dispersion hardening. The presence of a significant number of small carbide particles shifts the process of coagulation of carbides, and, consequently, softening to higher temperatures. In addition, it can be assumed that during the described action on the high-speed tool, the martensitic transformation of residual austenite continues.
Данный способ позволяет применять обработку пульсирующим газовым потоком к режущему и другому термоупрочненному инструменту из быстрорежущей стали.This method allows the use of a pulsating gas flow treatment to a cutting and other heat-strengthened tool made of high speed steel.
Таким образом изобретение позволило получить технический результат, а именно: повысить стойкость стандартно термоупрочненного металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали в 2-2,5 раза.Thus, the invention allowed to obtain a technical result, namely: to increase the resistance of a standard heat-strengthened metal-cutting tool made of high-speed steel by 2-2.5 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013157462/02A RU2580767C2 (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013157462/02A RU2580767C2 (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013157462A RU2013157462A (en) | 2015-06-27 |
| RU2580767C2 true RU2580767C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=53497269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013157462/02A RU2580767C2 (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580767C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2658563C2 (en) * | 2016-04-20 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method of processing metal products produced by cold plastic deformation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU836134A1 (en) * | 1979-04-09 | 1981-06-07 | Красноярский Ордена Трудового Красногознамени Институт Цветных Металлов Им.M.И.Калинина | Method of working cutting tool |
| RU2009210C1 (en) * | 1992-04-06 | 1994-03-15 | Инженерный центр Московского горного института | Tool treatment method |
| RU2100456C1 (en) * | 1996-07-17 | 1997-12-27 | Балтийский государственный технический университет им.Д.Ф.Устинова | Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys |
| US20090229417A1 (en) * | 2007-03-23 | 2009-09-17 | Dayton Progress Corporation | Methods of thermo-mechanically processing tool steel and tools made from thermo-mechanically processed tool steels |
| RU2458155C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method of eliminating stretching residual stresses on metal product surface |
-
2013
- 2013-12-24 RU RU2013157462/02A patent/RU2580767C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU836134A1 (en) * | 1979-04-09 | 1981-06-07 | Красноярский Ордена Трудового Красногознамени Институт Цветных Металлов Им.M.И.Калинина | Method of working cutting tool |
| RU2009210C1 (en) * | 1992-04-06 | 1994-03-15 | Инженерный центр Московского горного института | Tool treatment method |
| RU2100456C1 (en) * | 1996-07-17 | 1997-12-27 | Балтийский государственный технический университет им.Д.Ф.Устинова | Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys |
| US20090229417A1 (en) * | 2007-03-23 | 2009-09-17 | Dayton Progress Corporation | Methods of thermo-mechanically processing tool steel and tools made from thermo-mechanically processed tool steels |
| RU2458155C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method of eliminating stretching residual stresses on metal product surface |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2658563C2 (en) * | 2016-04-20 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method of processing metal products produced by cold plastic deformation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013157462A (en) | 2015-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2458155C1 (en) | Method of eliminating stretching residual stresses on metal product surface | |
| CN104002099A (en) | Manufacturing process for excavator bucket teeth | |
| US20150090378A1 (en) | Method of hot-shaping and hardening a sheet steel blank | |
| RU2725268C1 (en) | Method for production of chassis parts from microalloyed steel, characterized by improved deformability in cold state | |
| RU2580767C2 (en) | Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel | |
| CN103131838A (en) | Welding thermal treatment process for welding hard alloy blade tool | |
| CN104002111B (en) | Machining center spindle taper hole processing technique | |
| WO2016027207A1 (en) | A method of hardening die surfaces | |
| EP2209923A1 (en) | A process for forming steel | |
| RU2449878C2 (en) | Method of machining | |
| JP6416735B2 (en) | Nitride component manufacturing method and nitride component | |
| RU2483120C1 (en) | Method of hardening built-up high-speed steel | |
| RU2561611C2 (en) | Thermal processing of parts made of structural steels | |
| Kovalenko et al. | Increase in the durability of the tool, utilized in aviation machine building and with the reconditioning of the air vessels | |
| CN105986088A (en) | Heat treatment process for 1Cr17Ni2 steel | |
| RU2506320C1 (en) | Heat treatment method of structural steels for high-strength state | |
| CN104726674A (en) | Vacuum quenching thermal treatment process for stainless steel thin parts | |
| RU2557841C2 (en) | Hardening thermal processing of carbon tool steels | |
| JP2008050665A (en) | Method of manufacturing steel casting part made of martensitic stainless steel | |
| CN107619912A (en) | Residual temperature normalizing process | |
| RU2465367C1 (en) | Method for obtaining products of "blisk" structure from heat-resistant titanium alloys | |
| CN105256242A (en) | Manufacturing method for forge piece blanks for marine oil exploitation equipment | |
| RU2693969C1 (en) | Method of nitriding articles from welding steels | |
| RU2100456C1 (en) | Method of hardening objects of carbon, alloyed, high-alloy, and quick- cutting steels, and hard alloys | |
| RU2608116C2 (en) | Method of controlling mechanical properties of intermediate-carbon alloyed structural steels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171225 |