SU1026965A1 - Способ изготовлени биметаллического режущего инструмента - Google Patents

Abstract

.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, включающий плакирование сердечника из конструкционной стали порошком быстрорежущей стали и последующее гор чее выдавливание, отличающийс  тем, что, с целью Ьпрощени  технологии, повышени  прочности и снижени  себестоимости, сердечник изготавливают ступенчатой , причем одна из частей  вл етс  рабочей частью,плакирование сердечника порошком осуществл ют путем засыпки порошком его рабочей части и , последующего спекани  при 1500-1520 К, а перед гор чим выдавливанием рабочую часть подвергают уплотнению при 1320-1370 К до плотности 96-98%. С « (Л ю да г да ел

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к производству биметаллического режущего инструмента методом пластической деформации , и может быть использовано дл  изготовлени  сложнофасонного инструмента типа метчиков, зенкеров, разверток, фрез и т.п., у которого сердцевина из углеродистой или малолегирова ной стали, а режуща  часть из спеченной быстрорежущей стали или сплава.

Известен способ изготовлени  биметаллического режущего инструмента включающий помещение в контейнер сердечника из малоуглеродистой стали С: пазами, засыпку порошкгд быстрорежущей стали в защитной газовой среде в пазы сердечника, герметизацию контейнера и напрессование порошка в процессе экструзии l.

Недостатком известного способа  вл етс  сложность технологического процесса, необходимость герметичного контейнера дл  уплотнени  спеченной части режущего инструмента. Кроме того, после экструзии контейнер необходимо механическим или другим способом удал ть с поверхности инструмента, а засыпку порошка бьгстрорежущей стали необходимо осуществл ть в специальном устройстве в защитной газовой среде, Наличгие газовой среды в контейнере в процессе экструзии не позвол ет получить спеченную часть режущего инструменте; с

плотностью выше 98-96%, что сказываетс  на физико-механических и эксплуатационных характеристиках режущего инструмента.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ изготовлени  биметаллического режуи:;его инструмента, включающий плакирование сердечника из конструкционной стали порошком быстрорежущей стали последующее гор чее выдавливание. Способ предусматривает изготовление биметаллических изделий путем формообразовани  плакирующей заготовки из порошка или стружки легированной стали и плакируемой заготовки с продольно расположенными по винтовой линии канавками, внедрени  плакируемой заготовки в плакирующую при вращении плакируемой вокруг продольной оси и окончательного выдавливани  сборной заготовки 2.

Недостатками известного способа  вл ютс  сложность технологии изготовлени  инструмента, низка  прочность и высока  себестоимость изделий , необходимость в специальном оборудовании и оснастке дл  внедрени  с вращением вокруг продольной оси плакируемой заготовки в плакирующую поскольку требуетс  дополнительна 

механическа  обработка как режущей, так и хвостовой части инструмента5. низка  точность взаимного расположени  плакируемой заготовки относительно плакирующей после операции запрессовки , что сказываетс  на качестве изготовленного инструмента.

Цель изобретени  - упрощение технологии , повышение прочности и снижение себестоимости изделий.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу.изготовлени  биметаллического режущего инструмента , включающему плакирование сердечника из конструкционной стали порошком быстрорежущей стали и последующее гор чее выдавливание, сердечник изготавливают ступенчатой формы причем одна из частей  вл етс  рабочей частью, плакирование сердечника порошком осуществл ют путем засыпки порошком его рабочей части и последующего спекани  при 1500-1520 к. а перед выдавливанием рабочую часть подвергают уплотнению при 13201370К до плотности 96-981.

Способ осуществл ют следующим образом .

Порошок легированной быстрорежущей стали засыпают в цилиндрический керамический контейнер, внутри которого предварительно концентричко устанавливаетс  сердечник из малоуглеродистой конструкционной стали, полученную сборку подвергают уплотнению встр ской на вибростенде до относительной плотности 60-70% и спекают в печи с восстановительной атмосферой или в вакуумной печи при 1500-1520К в течение 2 ч.

После этого заготовку с относительной плотностью спеченно; : части 75-85% вынимают из печи, извлекают из керамического контейнера и спеченную часть заготовки подвергают уплотнению прессованием в цилиндрической матрице при 1320-1370 К до относительной плотности 96-98%. Полученн то заготовку используют дл  гор чего вылавливани  профильной части инструмента при степени деформаци 60-90% и 1270-1370 К.,

Таким образом в процессе гор чей деформации происходит одновременно окончательное соединение инструментального материала с сердечником   формообразование профил  релсутцей части инструмента.

Технологи  плакировани  .сердечника путем спекани  в состо нии свободной насыпки дает возможность исключить операцию предварительной напрессовки порошков быстрорежущей стали на сердечник. Плакирование сердечника путем спекани  з состо нии

свободной засыпки при 1500-1520 К и выдержке в течение 2 ч, позвол ет получить заготовку дл  гор чей осадки и выдавливани  режущего инструмента с высокими физико-механическими свойствами ( табл. 1).

Таблица 1

Спекание при температуре ниже 1490 К и при выдержке до 5 ч неэффективно , так как заготовки имеют низкую плотность и низкую прочность сцеплени  спеченной части с материалом сердечника, наличие сквозной пористости не позвол ет осуществл ть нагрев и гор чее деформирование заготовок без защитной атмосферы. Спекание в течение 2 ч при температуре выше 1500 К обеспечивает уплотнение спеченной части в результате усадки, образуетс  закрыта  пориста  структура , котора  позвол ет осуществл ть нагрев и гор чую деформацию заготовок без применени  защитной атмосферы . Спекание при температуре выше 1520 К и времени выдержки более 2 ч приводит к увеличению размеров зерна

спеченной быстрорежущей стали и к образованию карбидной сетки по гранидам зерен, что резко сказываетс  на эксплуатационных характеристиках режущей части спеченного инструмента (красностойкость, вторична  твер цость, прочность сцеплени  спеченных частиц порошка) .

Таким образом, дл  плакировани  стержн  порошком быстрорежущей стали выбран оптимальный режим спекани  (1500-1520 К и врем  выдержки 2ч),.

Дл  получени  качественных заготовок под выдавливание спеченную часть заготовки дополнительно уплотн ют до относительной плотности 9698% при 1320-1370 К, Уплотнение осуществл ют прессованием в закрытом

шталше на .кривошипном прессе. Выдавливание режущего биметаллического инструмента из заготовок с относительной плотностью спеченной режущей части менее 96% не позвол е получить инструмент с высокими эксплуатационнЫми характеристиками, так ка наличие остаточной пористости после выдавливани - профильно-режугдей части инструмента снижает его прочность и износостойкость. Доуплотнение производитс  при 1320-1370 К, так как дл  получени  качественного инструмента относитель на  плотность спеченной части эаготойки перед выдавливанием должна не менее 96%, что обеспечиваетс  именно при гор чем доуплотнении с Нагревом до указанных температур, Гор чее доуплотнение при температуре ниже 1320К не обеспечивает требуемую плотность заготовки до и после выдавливани  и, следовательно, получейие инструмента с высокими эксплуатационными свойствами, Пример, Дл  изготовлени  машинных метчиков Ml2 используют сердечиик из конструкционной стали 45 и порошок легированной быстрорежущей стали 10Р6М5 дл  образовани  плакирующего сло  на режущей части инструмента .. Способ по сн етс  фиг, 1-4 В цилиндрический контейнер с вну ренним диаметром 12,5 мм из кера мического материала концентрично ус тан&вливают ступенчатый сердечник из стали 45. Зазор между контейнером и сердечником заполн ют порошком легированной быстрорежущей стали. Полученную сборку устанавливают на вибростенд дл  уплотнени  порошкового сло . Частота колебаний 30-40 Гц и амплитуда . Затем ,заготовку (фиг, 1 подвергают .спеканию в вакуумной печи при 1510 К в течение . 2 ч и при 1370 К спеченную часть заготовки (фиг. 2) уплотн ют до относительной плотности 96-98% в закрытом штампе на кривошипном прессе К117. Полученн5 заготовку используют дл  гор чего выдавливани  через профильную матрицу. Выдавливание выполн ют на кривошипном прессе К117 с усилением 100 тс. Перед вьщавливанием заготовку нагревают в сол ной ванне до 1370 К, Усилие при ВБщавливании режущей части инструмента передают через заплечики хвостовой части ступенчатого сердечника, который деформации не подвергаетс  фиг, 3). В результате гор чего выдавливани  получают биметаллическую заготовку метчика с плакирующим слоем из быстрорежущей- стали на режущей части инструмента (фиг. 3-4). В табл. 2 приведены физико-механические свойства биметаллического реж тцего инструмента, полученного предложенным способом

M rО «

VJO

oo

n

N

О I 1Л

О

1 (N

о

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИ-

   МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, включающий плакирование сердечника из конструкционной стали порошком быстрорежущей стали и последующее горячее выдавливание, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, повышения прочности и снижения себестоимости, сердечник изготавливают ступенчатой формы, причем одна из частей является рабочей частью, плакирование сердечника порошком осуществляют путем засыпки порошком его рабочей части и . последующего спекания при 1500-1520 К, а перед горячим выдавливанием рабочую часть подвергают уплотнению при 1320-1370' К до плотности 96-98%.

   фиг. 7