SU1122716A1 - Способ термической обработки сварного режущего инструмента - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, включающий предварительный и окончательный нагрев под закалку, закалку и отпуск рабочей части, последующий нагрев под закалку, закалку и отпуск хвостовой части, о т л и ч 60 50 W 30 W «5 ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  прочности и равномерности распределени  твердости по обе стороны от сварного шва, хвостовую часть подвергают нагреву под закалку закалке и отпуску вместе со сварным швом. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что рабочую часть подвергают предварительному и окончательному нагреву под закалку , закалке и отпуску вместе со сварным швом. 3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что дл  инструмента с рабочей частью из стали Р6М5 и хвостовой частью из стали 45Х нагрев под закалку хвостовой Maiти и сварного шва производ т до 890-910°С, а под отпуск - до 340360°С . РбПб

Description

Ш 10 о 10 20 Jff Рассто ние от шба , пи Фиг1 1 Изобретение относитс  к инструме тальному производству и может быть использовано дл  термической обработки сварного концевого режущего инструмента, преимущественно т жело нагруженного. Известен способ термической обработки сварного режущего инструмента , включающий предварительный нагрев под закалку рабочей части с погружением сварного шва в среду нагрева и вьщержку при этой темпера туре, окончательный нагрев под закалку с непогружением сварного шва . схлаждение и отпуск lj. Такой способ обработки хот  и позвол ет получить некоторое упрочнение быстрорежущей стали в зоне сварного шва, но не обеспечивает максимальных значений ударной в зкости , а конструкционна  сталь в зоне шва остаетс  практически нёупрочненной . Обща  прочность зоны сва ного шва при ЭТОМ повышаетс  незначительно . Известен также способ термической обработки сварного режущего инструмента , включающий предварительный и окончательный нагрев под закалку рабочей части вместе со сварным швом, охлаждение и отпуск 21, Данный способ обработки улучшает структуру металла шва, но создает максимальный градиент твердости в зоне шва, что не способствует обеспечению высокой конструктивной прочности и надежности т желонагруженного инструмента в работе. - Кроме того, в зоне шва могут во никать трещины даже в процессе хранени  готового инструмента, что св  зано очевидно, с неблагопри тным напр женньм состо нием, вызванным неадекватными объемными изменени ми в быстрорежущей и конструкционной стал х. Наиболее близким к предложенному по технической сущности  вл етс  способ термической обработки сварн го режущего инструмента, рабоча  часть которого выполнена .из быстро режущей стали, а хвостова  - из конструкционной, включающий термич кую обработку рабочей части путем предварительного и окончательного нагрева под закалку, закалку и отпуск с последующей термической об16 работкой хвостовой части путем закалки и отпуска sj. Издели , изготовленные известным способом, характеризуютс  тем, что металл в зоне сварного шва находитс  в отожженном состо нии и поэтому имеет наиболее близкую прочность, что приводит к поломкам инструментов в работе раньше, чем оказываетс  исчерпанным их ресурс, Это относитс  преимущественно к т желонагруженным инструментам, например к черновым концевым фрезам. Цель изобретени  - повьпиение прочности и равномерности распределени  твердости по обе стороны от сварного шва. Поставленна  цель достигаетс  тем. что согласно способу термической обработки сварного режущего инструмента , включающему предварительный и окончательный нагрев под закалку, закалку и отпуск рабочей части с последукщим нагревом под закалку, закалку и отпуск хвостовой, части, хвостовую часть подвергают нагреву под закалку, закалке и отпуску вместе со варным швом. При этом рабочую часть подвергают предварительному и окончательному нагреву под закалку, закалке и отпуску вместе со сварным швом. Дл  инструмента с рабочей частью из стали Р6М5 и хвостовой частью из стали 45Х нагрев под закалку хвостовой части и сварные швы производ т до 890-910 С, а под отпуск до 340-360 С. Температуру повторной закалки сварного шва при нагреве хвостовика под закалку выбирают из расчета получени  максимальной ударной в зкости быстрорежущей стали, а температуру отпуска - из расчета получени  минимального градиента твердости в зоне сварного шва. Дл  определени  оптимальной температуры повторной закалки сварного шва на примере быстрорежущей стали марки Р6М5 выбраны опытные режимы обработки и проведены определени  ударной в зкости на образцах типа Менаже по ГОСТу 9454-78. Результаты испытаний приведены в табл. 1. Как видно из табл. 1, двойна  за калка дает более высокие значени  ударной в зкости, чем однократна . При этом наиболее высока  ударна  в зкость при двойной закалке получена дл  температуры 90ffc второй закалки. Эта температура  вл етс  допустимой дл  материала хвостовика например Дл  стали 45Х. Как показывают дополнительные испытани , температура отпуска в пределах до 560 С практически не вли ет на значени  твердости и ударной в зкости, повторно закаленной от ЗОО-ЭЗО С ст ли Р6М5. После закалки стали 45Х от 900 С она получает твердость выше HRC 55. Дл  снижени  ее до HRC 45-60, т.е. -до уровн  твердости стали Р6М5, получаемой в результате повторной закалки от 900°С, необходим отпуск на 350°С. Прочность в зоне сварного шва оценивают по резу татам испытани  на статический изгиб образцов размером мм и на кручение по ГОСТу 3565-80. 061разцы изготовлены сваркой трением из сталей Р6М5 и 45Х. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Как видно из табл. 2, прочность в зоне сварного шва оказываетс  наи высшей , в результате обработки предл гаемым способом. При этом относител на  прочность мало зависит от способа испытаний. На фиг. 1 показано распределение твepдocтJp в зоне сварного шва на об разцах предлагаемым способом; на фиг. 2 - то же, известным способом; на фиг. 3 - то же на фиг. 4 то же 2j . Предлагаемый способ (фиг. 1) обе печивает упрочнение зоны сварного шва при минимальном градиенте твердости , известный (фиг. 2) показывает отсутствие какого-либо упрочнени  как со стороны стали Р6М5, так и со стороны стали 45Х. На фиг. 3 видно некоторое упрочнение стали Р6М5 при практическом отсутствии упрочнени  стали 45Х. На фиг. 4 вид но, что сталь Р6М5 упрочнена на максимальную твердость, рлвную твер дости рабочей части инструмента, тогда как сталь 45Х неупрочнена. В этом случае градиент твердости максимален . Пример. Провод т термическую обработку концевых фрез со свар ным швом,- расположенным на цилиндри ческой части. Материал рабочей части фрезы сталь Р6М5, хвостовой части - сталь 45Х. После сварки заготовок осуществл ют отжиг и меха-, ническую обработку. Затем фрезы поме щают в ванну прдварительного нагрева при 900 Сив ванну окончательного нагрева дл  закалки с полным погружением сварного шва на врем , необходимое дл  подогрева и дл  нагрева дл  закалки. Нагретые до 1225°С фрезы перенос т в охлаждающую щелочную ванну с температурой 400 С, после выравнивани  температуры по сечению фрезы охлаждают на воздухе до температуры помещени . Затем фрезы подвергают двукратному отпуску при в селитровой ванне. После контрол  качества термй ческой обработки режущей части фрезы передают на термическую обработку хвостовой части. При этом фрезы хвостовиком вниз помещают в 1занну при 900 С, сначала с погружением только более толстого конуса Морзе, а после его частичного прогрева с погружением сварного шва. Нагретые до 900 С фрезы перенос т в охлаждающую селитровую ванну с температурой 160 С. После выравнивани  температуры по сечению фрезы охлаждают и затем подвергают отпуску на 350 С. В производственных услови х прове дено испытание сварного концевого режущего инструмента, зона сварного шва которого термически обработана различными способами, с такими данными: обрабатываемый материал: сталь ЗОЛ инструмент: концева  фре3aj 38 мм материал рабочей части фрезы , сталь Р12ФЗ, ГОСТ 19265-74, материал хвостовой части фрезы: сталь 45Х, ГОСТ 4543-71; o6opyAOBaHjHe: СПУ 9ФСП, режимы резани  h 160 об/мин, I 5ц 100 мм/мин. Фрезы, у которых зона сварного шва подвергаетс  термической обработ ке вместе с рабочей частью (закалка от 1245 С, отпуск 560с, 3 раза по 1 ч), но не подвергаетс  повторной закалке вместе с хвостовиком, разрушаютс  по зоне шва при обработке первой детали. Фрезы, у которых зона сварного шва обработана согласно предлагаемому способу, т.е. после термообработки вместе с рабочей частью подвергаетс  повторной закалке от 900 С вместе с хвостовиком и отггуску при

511227

, работают до полного износа, вьщержав при этом до п ть переточек с общей стойкостью 29-40 деталей. Испытьшаютпо 20 фрез каждого варианта.

HcnojibsoBaHHe предлагаемого спо- 5 соба обеспечивает достижение технико-экономического эффекта в результате увеличени  конструкционной

прочности и надежности инструмента путем повьппени  прочности зоны сварного шва, что приводит к уменьшению расхода инструмента, а также позвол ет изготавливать наиболее т желонагруженные концевые фрезы не цельными , а сварными, что приводит к экономии быстрорежущей стали.

Таблица 1

800 850 900 950 900 950

Предлагаемый Известный

W,

и

0,7

0,057

0,069

0,85

0,081

1

0,83

0,67

6,052

0,64

0,64

0,052 ,

Таблица 2

20 10 О W 20 30 Рассто ние от шва, пм

ФигЗ

20 Ю О 10 20 30 Рассто ние от шва, пп Фиг. Ч

Claims (2)

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, включающий предварительный и окончательный нагрев под закалку, закалку И отпуск рабочей части, последующий нагрев под закалку, закалку и отпуск хвостовой части, о т л и ч авместе со о т л что для инструп. 1, тем, частью из стали ку, закалке и отпуску сварным швом.

3. Способ по чающийся мента с рабочей

Р6М5 и хвостовой частью из стали 45Х нагрев под закалку хвостовой ча£ти и сварного шва производят до 890-910°С, а под отпуск - до 340360°С.

Расстояние от шба _t пн

Фиг 1