SU1186661A1

SU1186661A1 - Method of manufacturing tool from high-speed steel

Info

Publication number: SU1186661A1
Application number: SU823474246A
Authority: SU
Inventors: Ирина Константиновна Купалова-Ярополк; Игорь Андреевич Ординарцев; Валерий Владимирович Куколев
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт; Сестрорецкий Инструментальный Завод Им.Воскова
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1985-10-23

Abstract

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ, преимущественно молибденовой, или низковольфрамовой, или порошкового способа производства, включающий закалку заготовки, высокоскоростной нагрев до температуры гор чей пластической деформации, деформацию, закалку и отпуск, отличающ и и с тем, что, с целью упроще- ни технологического процесса, высокоскоростной нагрев и последующую деформацию-провод т за врем , не превьшающее 1 мин. 2.Способ по п. 1, отличающийс тем, что деформацию совме (Л щают с формообразованием. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с тем, что высокоскоростной нагрев до температуры гор чей пластической деформации провод т до 1060-1250 С в течение 1-15 с.1. METHOD OF MANUFACTURING A TOOL FROM QUICKLY CUTTING STEEL, mainly molybdenum, or low-tungsten, or powder production methods, including hardening of the billet, high-speed heating to the temperature of hot plastic deformation, deformation, hardening and tempering, which is also different from the fact that, in order to simplify - neither the technological process, high-speed heating and the subsequent deformation — are carried out in a time not exceeding 1 min. 2. A method according to claim 1, characterized in that the deformation is combined (L with shaping. 3. The method according to claim 1, which also causes high-speed heating to a temperature of hot plastic deformation t to 1060-1250 C for 1-15 s.

Description

0000

Э) Изобретение относитс к изготовле нию режущего инструмента из быстроре жущей стали и может быть использовано в инструментальной и машиностроительной прО1 1шленности. Известен способ изготовлени свер из быстрорежущей.стали методом продольно-винто:рого проката, заключающийс в том, что заготовки сверл из быстрорежущей стали нагревают методом ТВЧ до температуры -vIlOO С, прокатывают на стане дл формообразовани профил рабочей части сверла, ох лаждают, затем заготовки предварительно шлифуют и затачивают, произво д т аустенизацию, выдержку, закалку отпуск, окончательно шлифуют и затач вают заднюю поверхность сверла lj , Недостатком этого способа вл етс невысока стойкость сверл вследствие того, что упрочнение, созданное деформацией, снимаетс в значительной степени при последующей более высокотемпературной аустекизации . Известен способ изготовлени инструмента из быстрорежущей стали, включающий нагрев до температуры аустенизации, выдержку, ускоренное охлаждение до температуры деформации со скоростью не менее ,дефор-) мадию (например, методом радиальной ковки), закалку, отпуск и формообразование профил рабочей части инструме та вышлифовкой.Общее врем от момента достижени температуры деформации до начала охлаждени в закалочной среде не превышает 2 мин 2j. Недостатками данного способа вл ютс необходимость иметь дополнительное специальное оборудование дл деформации (например, радиальноковочные машины), т.е. данный способ невозможно использовать в технологическом процессе изготовлени инструмента без существенных дополнений оборудовани , перевод в стружку/ 30% дорогосто щей быстрорежущей стали пр вьшшифовке профил инструмента, в частности, сверл, а также сложность практического осуществлени контрол скорости подстуживани от температуры аустенизации до температуры деформации . Известен также способ изготовлени инструмента из быстрореж щей ста ли, включающий нагрев до температуры аустенизации при IISO-ISSO C в зависимости от вида стали, охлаждение до пластичного состо ни , деформацию, закалку и отпуск. При этом в процессе деформации инструменту придаетс заданна форма. Возможно придание окончательной формы электроискровой обработкой или шлифованием з. Однако данньй способ не обеспечивает требуемого комплекса свойств из-за возможного выпадени карбидов при проведении пластической деформации и приводит к потере легированности и красностойкости. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ изготовлени инструмента из быстрорежущей стали, включающий Закалку заготовки , высокоскоростной нагрев до температуры гор чей пластической деформации , деформацию, закалку и отпуск . При этом в процессе деформации производ т формообразование, например , путем прессовани . Способ позвол ет повысить экcплyaтaLц oнныe качества инструмента: твердость, прочность , ударную в зкость. Недостатком известного способа вл етс необходимость проведени деформации в изотермических услови х. Дл создани изотермических условий деформации предлагаютс специальные приемы (графитова промежуточна среда при прессовании, подогрев штампов и т.д.), что ограничивает применимость метода, увеличивает трудоемкость , длительность и стоимость изготовлени . Осуществление этого способа дл низкопластичных быстрорежущих сталей требует дорогосто щего высокомощного оборудовани . Дл массового производства способ неприменим. Он может иметь ограниченное специальное назначение. Цель изобретени - упрощение технологического процесса. Цель достигаетс тем, что согласно способу изготовлени инструмента из быстрорежущей стали, преимущественно молибденовой, или низковольфрамовой , или порошкового способа производства , включающему закалку заготовки , высокоскоростной нагрев до температуры гор чей пластической деформации , деформацию, закалку и отпуск , высокоскоростной нагрев и последующую деформацию провод т за врем не более 1 мин. Деформацию совмещают с формообразованием . Высокоскоростной нагрев до температуры гор чей Пластической деформации провод т до 1050-1250 С в течение 1-15 с. Поскольку формообразование профи-, л происходит одновременно с деформацией , значительно сокращаетс весь цикл технологического процесса, уменьE) The invention relates to the manufacture of cutting tools from high speed steel and can be used in the tool and machine building industry. A known method of making drill from high-speed steel. Using the longitudinal-screw-rolling method, which means that the drill-hole billets from high-speed steel are heated by the HDTV method to a temperature of -vIlOO C, rolled on the mill for shaping the profile of the working part of the drill, cooled, then the blanks grind and sharpen, make austenization, aging, tempering tempering, finally grind and sharpen the back surface of the drill bit lj. The disadvantage of this method is the low durability of the drills due to the strength created by the deformation is removed to a large extent during the subsequent higher temperature austekization. A known method of making a tool from high-speed steel includes heating to austenization temperature, holding, accelerated cooling to a deformation temperature with a speed of no less than deformation) (for example, by radial forging), quenching, tempering and shaping the profile of the tool’s working part by polishing. The total time from the moment of reaching the deformation temperature to the start of cooling in the quenching medium does not exceed 2 minutes 2j. The disadvantages of this method are the need to have additional special equipment for deformation (for example, radial forging machines), i.e. This method cannot be used in the technological process of tool manufacturing without significant additions to the equipment, converting into shavings / 30% of expensive high-speed steel in deciphering the tool profile, in particular, drills, as well as the difficulty of practical control of the speed of pressing from austenization temperature to deformation temperature. Also known is a method of manufacturing a tool from a fast steel, including heating to austenization temperature at IISO-ISSO C depending on the type of steel, cooling to a ductile state, deformation, quenching and tempering. In the process of deformation, the tool is given a predetermined shape. It may be finalized by electrosparking or grinding h. However, this method does not provide the required set of properties due to the possible precipitation of carbides during plastic deformation and leads to loss of doping and redness. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of manufacturing a tool from high-speed steel, including quenching the workpiece, high-speed heating to the temperature of hot plastic deformation, deformation, quenching and tempering. In the process of deformation, shaping is performed, for example, by pressing. The method allows to increase the efficiency of the tool's qualities: hardness, strength, toughness. The disadvantage of the known method is the necessity of carrying out the deformation under isothermal conditions. To create isothermal deformation conditions, special techniques are offered (graphite intermediate medium during pressing, heating of dies, etc.), which limits the applicability of the method, increases the labor intensity, duration and cost of production. The implementation of this method for low-plastic high-speed steels requires expensive high-power equipment. For mass production, the method is not applicable. It may have a limited special purpose. The purpose of the invention is to simplify the process. The goal is achieved in that according to the method of manufacturing a tool from high-speed steel, predominantly molybdenum, or low-tungsten, or powder production methods, including quenching the workpiece, high-speed heating to the temperature of hot plastic deformation, deformation, quenching and tempering, high-speed heating and subsequent deformation are carried out during not more than 1 min. The deformation is combined with the shaping. High-speed heating to the temperature of hot Plastic deformation is carried out up to 1050-1250 C for 1-15 s. Since the shaping of the pro-, l occurs simultaneously with the deformation, the whole cycle of the technological process is significantly reduced,

шаетс количество необходимого используемого оборудовани . Не нужно регламентировать скорость охлаждени после аустенизации, так как в предлагаемом технологическом процессе при- 15 лее The amount of equipment used is required. It is not necessary to regulate the rate of cooling after austenization, as in the proposed technological process

мен етс обычное охлаждение, прин тое дл закалки инструмента из быстрорежущей стали. Не требуетс дополнительного специального оборудовани дл осуществлени скоростного нагрева, и деформации (формообразовани ) т.к. можно использовать обычный нагрев ТВЧ, и прокатные станьцнапример , примен емые при изготовлении сверл методом продольно-винтового проката.conventional cooling adopted for quenching high speed steel tools is changing. No additional special equipment is required for high-speed heating and deformation (shaping), since It is possible to use conventional high frequency heating, and standard rolling mills used in the manufacture of drills by the method of longitudinally screw rolling.

Температура повторного скоростного нагрева выбираетс в пределах 1050-1250°С в зависимости от типа быстрорежущей стали, а длительность скоростного нагрева определ етс размером (диаметром) заготовки инструмента.The temperature of the repeated high-speed heating is selected in the range of 1050-1250 ° C depending on the type of high-speed steel, and the duration of the high-speed heating is determined by the size (diameter) of the tool blank.

Высокоскоростной высокотемпературный повторный нагрев, деформаци и выдержка до 1 мин закаленной быстрорежущей стали не привод т к выделению дисперсных карбидов из твердого раствора (аустенита и мартенсита ) и в результате к существенной потере красностойкости стали.High-speed high-temperature reheating, deformation and holding up to 1 min of hardened high-speed steel do not lead to the separation of dispersed carbides from the solid solution (austenite and martensite) and, as a result, to a significant loss of red hardness of steel.

Чем короче повторный нагрев, тем веро тность выделени карбидов значительно уменьшаетс , а следовательно , уменьшаетс веро тность потери красностойкости стали. Как показали специальные металловедческие исследовани и опыт использовани быстрорежущей стали, повторный нагрев закаленной стали в течение 1 мин, не ведет к заметным изменени м в структуре (параметр решетки аустенита не уменьшаетс ) и, следовательно нет потери эксплуатационных свойств стали, в том числе красностойкости, The shorter the reheat, the more likely the release of carbides is, and therefore the likelihood of loss of redness of the steel is reduced. As shown by special metal science research and experience in using high-speed steel, reheating hardened steel for 1 minute does not lead to noticeable changes in the structure (the austenite lattice parameter is not reduced) and, therefore, there is no loss of performance properties of steel, including red hardness,

При обработке быстрорежущей стали согласно предлагаемому способу создаетс упрочнение за счет изменепри данной обработке обеспечивает также мартенсит с более развитой субструктурой, облегчающей протекание пластической деформации. Бости и пластичности после ВТМО могут быть также св заны с тем, что после этой обработки без отпуска наблюдаетс незначительное количество, остаточного аустенита (3-7% вместо 257, после обычной закалки) в виде тонких прослоек между кристаллами мартенсита .When processing high-speed steel according to the proposed method, hardening is created due to variations in this treatment also provides martensite with a more developed substructure that facilitates the flow of plastic deformation. Bones and ductility after HTMC can also be associated with the fact that after this treatment without tempering, a small amount of residual austenite (3-7% instead of 257, after usual quenching) is observed in the form of thin layers between martensite crystals.

Осуществление предлагаемого способа преимущественно целесообразно дл чисто молибденовых быстрорежу|щих сталей, высокомолибденовых и низковольфрамовых быстрорежущих сталей и сталей порошкового способа производства без кобальта.The implementation of the proposed method is advantageously advantageous for pure molybdenum high-speed steels, high-molybdenum and low-tungsten high-speed steels, and powder-free steel production method of cobalt.

Пример. Изготавливают сверла из быстрорежущих сталей Р6М5ФЗ-МП и Р2М5, имеющих после закалки повышенную технологическую пластичность. Заготовки длиной 3,6 мм нагревают в сол ной ванне до верхних допустимых температур аустенизации соответственно 1200 и 1190°С (нагрев до верхних допустимых температур аустенизации рекомендуетс в св зи с последующим измельчением аустенитного зерна при пластической деформации).Example. Drills are made of high-speed steels R6M5FZ-MP and R2M5, which have increased technological plasticity after quenching. Blanks with a length of 3.6 mm are heated in a salt bath to the upper permissible austenization temperatures of 1,200 and 1,190 ° C, respectively (heating to the upper permissible austenization temperatures is recommended in connection with the subsequent grinding of austenitic grain during plastic deformation).

После вьщержки и охлаждени до комнатной температуры заготовки шлифуют на станке дл бесцентрового шлифовани на размер ),5 мм, с целью сн ти возможных дефектов высокотемпературного нагрева в поверхностном слое (окисление, обезуглероживание и др.). Затем на стане продольно-винтового проката заготовки нагревают ТВЧ в течение v1 с из стали Р2М5 до 1050-1150°С и из стали Р6М5ФЗ-МП - до 1150-1250 С, прокатывают на размер сверла ,2 мм так, что общее врем нагрева ТВЧ и деформации составл ет 2 с. НИИ во всех структурных составл ющих стали, В структуре стали не наблюдаетс пластинчатых или игольчатых вьщелений дисперсных карбидов отпуска, которые, вл сь концентраторами напр жений, преп тствуют релаксации напр жений и тем самым облегчают образование трещин и способствуют хрупкому разрушению. Повышение механических свойств стали высокие значени ударной в экоПолученные сверла предварительно ошифуют и затачивают по задней поверх нести, отпускают при , 2 раза по 1 ч, окончательно шлифуют и затачивают . Дл получени сравнительных данных параллельно изготавливают сверла 3,2 мм из тех же марок сталей Р6М5ФЗ-МП и Р2М5 согласно известной PJ технологии продольно-винтового проката (базовый объект).After cooling and cooling to room temperature, the workpieces are ground on a centerless grinding machine (size), 5 mm, in order to remove possible defects of high-temperature heating in the surface layer (oxidation, decarburization, etc.). Then, on the mill of longitudinal-screw rolling, the workpieces are heated with high-frequency fluids for v1 s from R2M5 steel to 1050-1150 ° C and from R6M5FZ-MP steel to 1150-1250 С, rolled to a drill size, 2 mm so that the total heating time and the strain is 2 seconds. Research institutes in all structural components of steel. In the steel structure, no lamellar or needle-like dispersed tempering carbides are observed, which, being stress concentrators, interfere with stress relaxation and thus facilitate the formation of cracks and contribute to brittle fracture. Improving the mechanical properties of steel with high impact values in the eco-received drills is pre-encrypted and ground on the back of the top, released at, 2 times for 1 hour, finally ground and ground. To obtain comparative data, 3.2 mm drills are made in parallel from the same steel grades R6M5FZ-MP and R2M5 according to the well-known PJ technology of longitudinal-screw steel (basic object).

В таблице приведены сравнительные данные по твердости после отпуска, красностойкости и стойкости сверл из сталей Р6М5, Р6М5ФЗ-МП и :Р2М5, изготовленных предлагаемым.базовым и извее1:ным способами.The table shows the comparative data on hardness after tempering, red hardness and durability of drills from Р6М5, Р6М5ФЗ-МП and: Р2М5 steels, made by the proposed base and out 1: ny ways.

Использование предлагаемого способа ВТМО по сравнению с известным обеспечивает следзтащие преимущества: не требуетс дополнительного специальн рго сложного оборудовани дл использовани предлагаемого способа в технологическом процессе изготозлеНИН инструмента, обеспечиваетс возможность включени предлагаемого способа непосредственно в существующую схему технологического процесса изготовлени концевого инструмента.The use of the proposed VTMO method in comparison with the known one provides the following advantages: no additional special or complex equipment is required for using the proposed method in the manufacturing process of the GLOSS tool, it is possible to incorporate the proposed method directly into the existing scheme of the end tool manufacturing process.

Использование прадлагаемого способаUsing the best way

по сравнению с базовьм обеспечивает повьшение- стойкости инструмента, например сверл,в 1,5-2 раза..compared to the base, it provides a 1.5–2 fold increase in tool life, for example, drills.

Изобретение может быть использовано при изготовлении режущего инструмента методом продольно-винтового проката, а также при изготовлении концевого инструмента (метчикрв, прот жек и др.) другими методамиThe invention can be used in the manufacture of cutting tools by the method of longitudinal-screw rolled metal, as well as in the manufacture of end tools (taps, dir, etc.) by other methods

пластической деформации.Ожидаемьш экономический эффект составит 50 руб, на 1000 шт. сверл.plastic strain. The expected economic effect will be 50 rubles per 1000 pcs. drills

63 62,563 62.5

Р6М5ФЗ-МП 65 , Р2М5 63R6M5FZ-MP 65, R2M5 63

58-59 58-59

. 1750 . 1750

900 2140 58-59 1070900 2140 58-59 1070

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING A TOOL FROM QUICK-STEEL STEEL, mainly molybdenum, or niekovungsten, or powder method of production, including hardening of the workpiece, high-speed heating to the temperature of hot plastic deformation, deformation, hardening and tempering, which differs in that, in order to simplify technological process, high-speed heating and subsequent deformation · spend in a time not exceeding 1 min.

2. The method according to π. 1, characterized in that the deformation is combined with shaping,

3. The method according to p. ^ Characterized in that high-speed heating to a temperature of hot plastic deformation is carried out up to 1060-1250 ° C for 1-15 s.

>