RU2647043C2 - Способ изготовления долговечного инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов - Google Patents
Способ изготовления долговечного инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647043C2 RU2647043C2 RU2016129181A RU2016129181A RU2647043C2 RU 2647043 C2 RU2647043 C2 RU 2647043C2 RU 2016129181 A RU2016129181 A RU 2016129181A RU 2016129181 A RU2016129181 A RU 2016129181A RU 2647043 C2 RU2647043 C2 RU 2647043C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- friction welding
- aluminum alloys
- hardness
- mixing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/22—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for drills; for milling cutters; for machine cutting tools
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сварки трением. Для получения инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов с высокой технологичностью, высокой надежностью и долговечностью в процессе эксплуатации при температуре вплоть до 500°С исходную заготовку из инструментальной штамповой стали, имеющей твердость не более 25 HRC, вытачивают на токарном станке до требуемого размера инструмента с припуском от 0,2 до 0,5 мм, подвергают последующей термической обработке, состоящей из закалки и отпуска при температуре не ниже 500 °С с обеспечением твердости не ниже 54 HRC после отпуска и доводят размер инструмента до требуемого путем точения со снятием припуска.
Description
Настоящее изобретение относится к области сварки трением с перемешиванием, в частности к области сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов.
Из уровня техники известен инструмент для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов, содержащий коллектор, включающий в себя устройство для подвода хладагента через входные отверстия в корпусе инструмента и связанного с системой охлаждающих каналов, выполненных внутри корпуса. Система охлаждающих каналов соединена с полостью, выполненной в нижней части корпуса, и с выходными отверстиями, выполненными в верхней части корпуса. По заявлениям авторов данная конструкция обеспечивает эффективное охлаждение инструмента и, как следствие, его высокую стойкость в процессе интенсивного нагрева (RU № 2446926 C1, публ. 10.04.2012).
Недостатками этого инструмента являются низкая технологичность при производстве инструмента из-за сложности изготовления внутренних каналов охлаждения, а также низкая надёжность конструкции, обусловленная тем, что непосредственно рабочая часть инструмента не имеет прямого охлаждения, вследствие чего возможен локальный перегрев и деградация структуры материала пина и плечиков рабочей части инструмента при больших оборотах сварки, что может привести к его преждевременному разрушению.
Задачей предлагаемого изобретения является изготовление инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов, обладающего высокой технологичностью в процессе производства, а также высокой надёжностью и долговечностью в процессе эксплуатации.
Задача достигается тем, что в качестве материала для изготовления инструмента выбирается инструментальная штамповая сталь, демонстрирующая при отпуске пик вторичной твёрдости на температуре не ниже 500°С, с сохранением твердости на уровне не менее 54 HRC. Обработку исходной заготовки из выбранной стали с твёрдостью не более 25 HRC проводят на токарном станке с использованием твердосплавных резцов до требуемых размеров с припуском от 0,2 до 0,5 мм, с последующей термической обработкой, заключающейся в закалке с последующим отпуском на получение пика вторичной твердости и последующим доведением размеров инструмента до требуемых за счёт снятия припуска операцией точения с использованием резцов с эльборовыми вставками или любого другого инструмента, предназначенного для обработки высокопрочных материалов.
При осуществлении заявленного способа возможно получение инструмента, способного работать при повышенных температурах долгое время с сохранением комплекса высоких механических характеристик, без использования какой-либо дополнительной оснастки или конструктивных решений для охлаждения инструмента, а также достаточно технологичного при производстве за счёт рационального выбора процессов обработки и отсутствия необходимости изготовления внутренних полостей или каналов непосредственно в самом инструменте.
Осуществление изобретения
В качестве материала инструмента может использоваться любая инструментальная штамповая сталь, имеющая пик вторичной твёрдости (ГОСТ 5950-2000, приложение В) при температуре не ниже 500°С при твердости не ниже 54 HRC после отпуска. В нашем случае описан пример изготовления инструмента из штамповой стали Х12МФ.
Из цельной заготовки стали Х12МФ, с твёрдостью не выше 25 HRC, с помощью твердосплавных резцов на токарном станке вытачивается инструмент требуемых геометрических размеров с припуском от 0,2 до 0,5 мм. Припуск необходим, так как при термообработке неизбежна деградация химического состава поверхностного слоя материала, а также для обеспечения точности конечных размеров инструмента. Также на этом этапе обработки высверливаются технологические отверстия, если в этом есть необходимость. Твердость исходной заготовки 25 HRC позволит сохранить свойства обрабатывающего инструмента и продлить его ресурс.
После чего проводится термическая обработка позволяющая сформировать в инструменте необходимые значения эксплуатационных характеристик. Закалка с температуры 1020°С осуществляется на воздухе или в масло. Выдержка при нагреве под закалку составляет одна минута на миллиметр заготовки плюс двадцать минут. Допускается выдержка в печи (для Х12МФ) при температуре закалки без использования защитных атмосфер. Закалка позволяет перевести в твёрдый раствор легирующие элементы, в частности хром, ванадий и молибден. Отпуск производится при температуре 500°С в течение 90 минут. Такой отпуск позволяет сформировать в сталях этого класса карбиды хрома, молибдена и ванадия, устойчивые при указанной температуре отпуска, и обеспечивающие дисперсионное упрочнение материала. Указанная термическая обработка обеспечивает теплостойкость стали Х12МФ при температуре 510°С в течение часа на уровне 59 HRC. Это позволит использовать указанный инструмент для сварки алюминиевых сплавов при больших частотах вращения инструмента. Стоит отметить, что разогрев алюминиевых сплавов, используемых в промышленности до температуры 500°С и выше, нежелателен из-за сильной деградации структуры (укрупнения размеров зерна, а также коагуляции и растворения частиц упрочняющей фазы) областей основного материала, прилегающих непосредственно к сварному соединению (зон термического воздействия). Наиболее распространенная температура материала в процессе сварки трением с перемешиванием 350-450°С.
После термической обработки производится финишная обработка на токарном станке по доведению размеров инструмента до необходимых значений за счёт снятия припуска с помощью резца, содержащего эльборовые вставки, или любого другого инструмента, предназначенного для обработки высокопрочных материалов.
Такая последовательность операций изготовления позволит получить инструмент для сварки трением с перемешиванием, способный работать при повышенных температурах и нагрузках, сохранив при этом рабочий ресурс резцов, используемых при изготовлении инструмента.
Claims (1)
- Способ изготовления инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов, включающий обработку исходной заготовки из инструментальной штамповой стали, имеющей твердость не более 25 HRC, на токарном станке до требуемого размера инструмента с припуском от 0,2 до 0,5 мм, термическую обработку путем закалки с последующим отпуском при температуре не ниже 500°С с обеспечением твердости полученной заготовки не менее 54 HRC и финишную обработку заготовки до требуемого размера инструмента путем точения со снятием припуска.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129181A RU2647043C2 (ru) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Способ изготовления долговечного инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129181A RU2647043C2 (ru) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Способ изготовления долговечного инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016129181A RU2016129181A (ru) | 2018-01-23 |
RU2647043C2 true RU2647043C2 (ru) | 2018-03-13 |
Family
ID=61024108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016129181A RU2647043C2 (ru) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Способ изготовления долговечного инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2647043C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU61527A1 (ru) * | 1941-05-30 | 1941-11-30 | И.А. Одинг | Способ изготовлени инструмента |
SU1024513A1 (ru) * | 1982-01-25 | 1983-06-23 | Белорусский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии | Способ термической обработки инструмента дл ультразвуковой сварки |
SU1724703A1 (ru) * | 1990-02-22 | 1992-04-07 | Московский станкоинструментальный институт | Способ термической обработки штампов из полутеплостойких сталей |
RU2131468C1 (ru) * | 1997-12-10 | 1999-06-10 | Комбинат "Электрохимприбор" | Способ упрочнения режущих деталей машин и инструментов |
RU45955U1 (ru) * | 2004-12-28 | 2005-06-10 | Овчинников Виктор Васильевич | Инструмент для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов |
RU2446926C1 (ru) * | 2010-11-18 | 2012-04-10 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО "НИАТ") | Инструмент для фрикционной сварки перемешиванием |
-
2016
- 2016-07-18 RU RU2016129181A patent/RU2647043C2/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU61527A1 (ru) * | 1941-05-30 | 1941-11-30 | И.А. Одинг | Способ изготовлени инструмента |
SU1024513A1 (ru) * | 1982-01-25 | 1983-06-23 | Белорусский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии | Способ термической обработки инструмента дл ультразвуковой сварки |
SU1724703A1 (ru) * | 1990-02-22 | 1992-04-07 | Московский станкоинструментальный институт | Способ термической обработки штампов из полутеплостойких сталей |
RU2131468C1 (ru) * | 1997-12-10 | 1999-06-10 | Комбинат "Электрохимприбор" | Способ упрочнения режущих деталей машин и инструментов |
RU45955U1 (ru) * | 2004-12-28 | 2005-06-10 | Овчинников Виктор Васильевич | Инструмент для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов |
RU2446926C1 (ru) * | 2010-11-18 | 2012-04-10 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО "НИАТ") | Инструмент для фрикционной сварки перемешиванием |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016129181A (ru) | 2018-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2936549A1 (en) | Stainless steel and a cutting tool body made of the stainless steel | |
CN105525230A (zh) | 一种用高速钢W18Cr4Nb为材料的刀具制造方法 | |
CN103131838A (zh) | 焊接硬质合金刀片类刀具的焊接热处理工艺 | |
RU2647043C2 (ru) | Способ изготовления долговечного инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов | |
Umarov et al. | Drilling in heat treated steel | |
Nogueira et al. | Influence of the heat treatment on the microstructure of AISI T15 high speed steel | |
Hegde et al. | Machinability and related properties of austempered ductile iron: A review | |
BR112017007685B1 (pt) | material de aço laminado para haste de conexão de divisão por fratura | |
US10730144B2 (en) | Localized tempering of carburized steel | |
RU2733081C1 (ru) | Способ термической обработки режущего инструмента из карбидсодержащих твердых сплавов | |
SU1694684A1 (ru) | Сталь | |
JP2006219706A (ja) | 熱処理鉄系焼結部品およびその製造方法 | |
Vdovin et al. | Investigation of microstructure of high-manganese steel, modified by ultra-dispersed powders, on the base of compounds of refractory metals | |
JP2017222924A (ja) | 被削性に優れる軸受用鋼 | |
Bonek et al. | Crystallisation mechanism of laser alloyed gradient layer on tool steel | |
Armitage et al. | Laser assisted machining of hard-to-wear materials | |
US20230072974A1 (en) | Method of manufacturing cast iron components for industrial equipment | |
Li et al. | Use of low carbon/high ductile high-speed steel to make cutting-tools | |
EP2896713B1 (en) | Stainless steel and a cutting tool body made of the stainless steel | |
CN114248080B (zh) | 一种麻花钻的制备方法及麻花钻 | |
JP2004292920A (ja) | 非調質鋼及び非調質鋼製品 | |
JP2008069422A (ja) | 鍛造部品の製造方法 | |
JP2003313642A (ja) | 高速度工具鋼及びその製造方法 | |
Ming-Jen et al. | Cutting tool wear of laser-surface-melted high speed steels | |
SU952974A1 (ru) | Способ обработки аустенитных дисперсионно-твердеющих сталей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181219 Effective date: 20181219 |