SU1292995A1 - Способ термомеханического упрочнени твердосплавного инструмента с износостойкими покрыти ми - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам металлообработки, а именно к изготовлению твердосплавного инструмента с износостойкими покрыти ми. Цель - повьшение работоспособности и износостойкости инструмента, а также производительности его упрочнени . Способ заключаетс  в нагреве инструмента , выдержке и ударно-упрочн ющей обработке металлической щеткой в течение 12-15 мин со скоростью вращени  щетки J 14-16 м/с, дополнительной выдержке инструмента 3-5 мин. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл. (Л с ю со ю г со ел

Description

112

Изобретение относитс  к металлообработке , а именно к изготовлению твердосплавных металлорежущих инструментов с износостойкими покрыти ми, особенно итридными, преимущественно дл  механического крепле1т ,

Работоспособность в целом и износостойкость в частности твердосплавного инструмента с износостойкими покрыти ми зависит от физико-механических характеристикf как покрыти , так и основы. Важны также степень химического взаимодействи  покрыти  с обрабатываемым материалом, совместимость кристаллохимических и тепло- физических свойств материалов покрыти  и основы.

Целью изобретени   вл етс  повышение работоспособности и износостой . кости твердосплавных инструментов с износостойкими покрыти ми путем их упрочнени  и повьшени  производительности упрочнени ,

На чертеже схематически представлены приспособление и инструмент дл  осуществлени  способа.

Способ осуществл ют следующим образом,

Ппастины 1 с износостойкими покрыти ми дл  механического креплени  в корпусе инструмента устанавливают и закрепл ют в приспособление 2, содержащее нагревательные элементы, рабоча  поверхность которого нагрета до требуемой температуры, выдерживают необходимое врем , подвергают воздействию,вращающейс  (приспособление установлено на столе заточного , пло.скощлифовального, фрезерного или сверлильного станка) дисковой или торцовой металлической щет- кой 3 в течение определенного времени , пластины 1 раскрепл ют, снимают и охлаждают до комнатной температуры в нормальных услови х, Механичес- кое воздействие щеткой 3 состоит в том, что вибрационно-ударное действие ее упругих элементов (проволока) аналогично процессу Каклепа режуощх кромок, что снижает их склонность к микровыкрашиванию, обеспечивает стабилизацию выравненного при нагреве пластин энергетического состо ни  поверхностных слоев покрыти , что повышает однородность его свойств, снижение шероховатости и частичную упаковку (закрытие) дефек- тов типа пор в покрытии за счет натиO

5

0

5

рающего действи  щетки и проникновени  частиц материала щетки в поры. Усиление прижима щетки к поверхности пластин заметного вли ни  не имеет , но его величина и жесткость упругих элементов щетки должны быть выбраны из услови  недопустимости выкрашивани  кромок инструмента.

Врем  воздействи  щеткой и услови  (скорость и направление перемещени  пластин, скорость вращени  щетки ) воздействи  определены экспериментально (табЛв 1 и 2),

Оценку остальных факторов предлагаемого способа оценивали по изно- состойкости пластин путем замера износа при торцовом фрезеровании ста- пи 45 при числе нагружени  режущей кромки 10 (скорость резани  2,8 м/с, глубина 2 мм, подача на оборот фрезы (Г,2 мм). Оценка выполнена при выборке в 28 кромок.

Результаты стойкостных испытаний четырехгранных пластинок формы 03114- 150412 из ВК8 + TiN приведены в габл, 1.

Данные таблицы свидетельствуют о ом, что рациональными дл  осущест- лени  предлагаемого способа  вл ютс  нагрев пластин в пределах 673- 873 К с выдержкой в пределах 1215мин; скорость вращени  щетки 1416м/с; скорость перемещени  плас- ин 80-100 iviM/мин; число проходов

етки по пластине 2-4; врем  воздействи  щетки на пластину 240-600 с.

Повышение производительности прочнени  инструмента может быть

достигнуто при частичном совмещении термообработки инструмента и воздействи  на него щеткой,

Упрочнение осуществл ют следующим, образом.

Пластины помещают и закрепл ют на нагретой до 673-873 К рабочей поверхности приспособлени , выдерживают 5-8 мин, ведут воздействие щеткой не менее 10-7 мин соответственно , раскрепл ют, снимают и охлаждают , Обш.ее врек  упрочнени  сокращаетс  на 7-10 мин. Повьшение износостойкости объ сн етс  в основном теми же причинами,, что указаны

вьшге, однако эффект повьщ1ени  стойкости несколько снижаетс  из-за нестабильности условий термообработки , и характера теплообмена во врем  второй половины времени пребывани  пластин

в нагретом положении, вызванной снижением температуры нагрева поверхностных слоев инструмента вследствие вентил ционного эффекта Bpamajo- щейс  щетки.

Недостатки этого способа могут быть устранены повышением износостойкости за счет дополнительной выдержки инструмента в нагретом состо нии 3-5 мин после прекращени  воздействи  щетки. При применении указанных вьше рациональных параметров упрочнений (нагрев до 873 К, 2-4 прохода торцовой металлической щеткой диаметром 200 мм при скорости вращени  14-16 м/с и подаче 80-100 мм/мин) удовлетворительна  износостойкость пластин обеспечиваетс  при начальной выдержке 3-5 мин, воздействии щеткой на прот жении 4-6 мин и последующей выдержке 3-5 мин, т.е. практически без увеличени  времени обработки .

Результаты сравнительных испытаний инструмента с покрытием нитридом ниоби  при точении (скорость резани  1,2 м/с, подача 0,1 мм/об, глу бина 5 мм) титанового сплава ВТЗ-1 приведены в табл.2.

Предлагаемый способ позвол ет при несущественных дополнительных затратах повысить работоспособность и износостойкость покрытий в 1,5-2 раза, что существенно увеличивает

очнение по

дпагаечоку

собу:

врем  выдержки пластины при температуре ва- . К 573

773 973

873

873 при врег менн аыдерж- ш после воздействи  четкой

),21,82,02,0

1,33,23,03,0

1.32,62,72,5

3,03,33,03.0

3.9 3,8 3,0 2,7

режимы обработки или сокращает рас- ход инструмента.

Claims (3)

1.Способ термомеханического упрочнени  твердосплавного инструмента с износостойкими покрыти ми, преимущественно пластин дл  механического

О креплени , при котором осуществл ют нагрев инструмента и атмосферных услови х до 673-873 К, его выдержку в нагретом состо нии и охлаждение в атмосферных услови х, о т л и 5 чающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и износостойкости инструмента, инструмент после выдержки в течение 12-15 мин в нагретом состо нии подвергают ударно-упрочн ющей обработке,

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что ударно-упрочн ющую обработку осуществл ют торцевой металлической щеткой.

3.Способ по п.1-3, отличающийс  тем, что инструмент в нагретом состо нии выдерживают в течение 3-5 мин, ударно-упрочн ющую обработку ведут в течение 4-6 мин

0 за 2-4 прохода с подачей 80100 мм/мин при скорости вращени  металлической щетки 14-16 м/с и дополнительно вьщерживают инструмент в нагретом состо нии еще 3-5 мин,

|Т « б а «   « I

0

5

:хсфоегь «тки, м/с

цра aiojpocM

I, т/мт в SO

8100

8ISO

1230

12100

13ISO 16SO 16100

ISO

ВсШГЧНи ВЦ)

нога MiMtMtieviK а« от моил та щстк  тест м дм ое« ЯП 7СНЛМ (Ж) 0,5

J

1.3

niritN« taB««-. Звшм аш вм « стоаваа д ко cootiMtruriiyMtec арен М ввотж  oaeenm четкой, Mui«. .. . . ...

Таблица 2

Состо ние инструмента

ВК8 NbN

ВК8 + NbN + термообработка

ВК8 + NbN + воздействие без нагрева ВК8 + NbN + термообработка + воздействие щеткой при количества проходов щетки: t

2 3

4

5

. Продолжение табл.1

3.2

3,6 3,0 3,9 4.0 3,6 4,0/13 4,0/22

4,1/11

4,2/6,5

3,6/3,5 3,«/8

3,9/4,5 4,1/6,5 3,8/11

2,5 4,2 2,0

Стойкость инструмента до допустимого износа, мин

170 190 187

250

285 330

330 300

Редактор Н.Горват

Составитель Н.Сейфулина

Техред В.КадарКорректор Е.Рошко

Заказ 326/17Тираж 716Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , А