SU1765211A1 - Method for producing cutting tools from high-speed steel - Google Patents
Method for producing cutting tools from high-speed steel Download PDFInfo
- Publication number
- SU1765211A1 SU1765211A1 SU894706409A SU4706409A SU1765211A1 SU 1765211 A1 SU1765211 A1 SU 1765211A1 SU 894706409 A SU894706409 A SU 894706409A SU 4706409 A SU4706409 A SU 4706409A SU 1765211 A1 SU1765211 A1 SU 1765211A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- tool
- heating
- carried out
- temperature
- increase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к металлургии, в частности к технологии производства сверл и др. инструмента. Цель изобретени - повышение износостойкости инструмента и снижение трудоемкости его изготовлени . Способ заключаетс в следующем. Через заготовку инструмента пропускают импульсный ток, разогревающий ее до 830-850°С со скоростью (1-5) 104 °С/с, выдерживают 4-6 с и сно ва пропускают импульсный ток, разогревающий заготовку до 1230-1250°С со скоростью (1-5) -104 °С/с, выдерживают не более 3 с, охлаждают в масле, отпускают и провод т механическую обработку. Изготовление инструмента по предложенному способу позвол ет повысить стойкость инструмента в 1,5 раза при сокращении трудоемкости изготовлени в 1,2-1,3 раза . 1 табл. feThe invention relates to metallurgy, in particular to the technology of producing drills and other tools. The purpose of the invention is to increase the wear resistance of the tool and reduce the complexity of its manufacture. The method is as follows. A pulsed current is passed through the workpiece of the tool, heating it to 830-850 ° C at a speed of (1-5) 104 ° C / s, held for 4-6 seconds, and again passing a pulse current that warms the workpiece to 1230- 1250 ° C at a rate of (1-5) -104 ° C / s, held for not more than 3 seconds, cooled in oil, released and machined. The manufacture of the tool according to the proposed method makes it possible to increase the tool life by 1.5 times while reducing the labor intensity of manufacture by 1.2-1.3 times. 1 tab. fe
Description
Изобретение относитс к способам изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали и может быть использовано в автомобильной, авиационной , станкостроительной и др. отрасл х машиностроительного комплекса.The invention relates to methods for manufacturing cutting tools from high speed steel and can be used in the automotive, aviation, machine tool and other industries of the machine-building complex.
Работоспособность режущего инструмента определ етс его износостойкостью, твердостью, прочностью и теплостойкостью .The performance of the cutting tool is determined by its wear resistance, hardness, strength and heat resistance.
Известны способы химико-термической обработки с целью повышени работоспособности режущего инструмента за счет поверхностного насыщени режущих кромок инструмента соответствующим элементом (С, N, AC, Cr, Si и др.) путем его диффузии в атомарном состо нии из внешней среды при высокой температуре. (Ю.М.Лахтин Металловедение и термическа обработка металлов . Издание 3-е, М., Металлурги , 1983, с.300).Methods of chemical heat treatment are known in order to increase the operability of the cutting tool due to the surface saturation of the tool cutting edges with the corresponding element (C, N, AC, Cr, Si, etc.) by diffusing it in an atomic state from the external environment at a high temperature. (Yu.M. Lakhtin Metallography and thermal processing of metals. Edition 3, M., Metallurgists, 1983, p.300).
Недостатками этих способов вл ютс их высокие трудоемкость, энергоемкость и загр знение окружающей среды, а также значительна продолжительность производственного цикла.The disadvantages of these methods are their high labor intensity, energy intensity and environmental pollution, as well as the considerable duration of the production cycle.
Известен способ повышени износостойкости и твердости режущего инструмента путем нанесени на рабочие поверхности покрытий нитридов (карбидов) титана, молибдена и других тугоплавких соединений . (Ю.М.Лахтин Металловедение и термическа обработка металлов, Издание 3-е, Металлурги , 1983, с. 360).There is a known method for increasing the wear resistance and hardness of a cutting tool by coating titanium, molybdenum and other refractory compounds with nitrides (carbides) on the working surfaces. (Yu.M. Lakhtin Metallurgy and thermal processing of metals, Edition 3, Metallurgists, 1983, p. 360).
Недостатком этого способа вл етс мала толщина покрыти (несколько мкм), что вызывает необходимость его повторного нанесени после переточки инструмента:The disadvantage of this method is the small thickness of the coating (a few µm), which necessitates its reapplication after regrinding the tool:
V|V |
ОABOUT
ел юate yu
помимо этого т.к. данный способ осуществл етс в вакууме его продолжительность и стойкость высокие.besides that This method is carried out in vacuum; its duration and durability are high.
Известен способ повышени стойкости и прочности инструмента за счет предварительной подготовки структуры материала перед термообработкой путем импульсного электровоздействи при плотности тока 2,0-5,0 кА/мм2 и длительностью импульса 0,01-0,02 с (см. А.С. СССР № 933745, Кл. С 21 D 9/22, 1980). Известный способ реализуетс за счет диффузионного растворени карбидов, что повышает легированность твердого раствора без увеличени размера его зерна. Недостаток данного способа состоит в том, что стойкость режущего инструмента ограничена степенью растворени карбидов в импульсном режиме обработки и возрастанием трудоемкости процесса за счет введени дополнительной операции.There is a method of improving the durability and strength of the instrument by preliminarily preparing the structure of the material prior to heat treatment by pulsed electric impact at a current density of 2.0-5.0 kA / mm2 and a pulse duration of 0.01-0.02 s (see AS USSR No. 933745, Cl. C 21 D 9/22, 1980). The known method is implemented by the diffusion dissolution of carbides, which increases the doping of the solid solution without increasing its grain size. The disadvantage of this method is that the durability of the cutting tool is limited by the degree of dissolution of carbides in a pulsed processing mode and an increase in the complexity of the process due to the introduction of an additional operation.
Известен также способ изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали согласно которому заготовку обрабатывают импульсом тока при температуре, соответствующей а-у превращению стали, что обеспечивает повышение износостойкости инструмента. There is also known a method of manufacturing a cutting tool from high-speed steel according to which the workpiece is treated with a current pulse at a temperature corresponding to a – y transformation of the steel, which provides an increase in the tool durability.
Согласно данного способа заготовку дл инструмента из быстрорежущей стали подвергают нагреву электрическим током до температуры аллотропического а -у перехода конкретной марки стали, затем, в момент этого перехода производ т ее обработку импульсом электрического тока плотностью 2,0-5,0 кА и длительностью импульса 0,01-0,02 с, после чего заготовку подвергают закалке, отпуску и механической обработке по режиму, оптимальному дл конкретной марки стали и вида инструмента (см. А.С.СССР № 1025739 кл. С. 21 D 9/22, 1983 г)- прототип.According to this method, a high-speed steel tool blank is subjected to electric current heating to a temperature of allotropic transition of a particular steel grade, then, at the time of this transition, it is processed by an electric current pulse of density 2.0-5.0 kA and pulse duration 0 , 01-0.02 s, after which the workpiece is subjected to quenching, tempering and machining according to the mode that is optimal for a particular steel grade and type of tool (see AS.SSSR No. 1025739 cl. P. 21 D 9/22, 1983 d) - prototype.
Существенным недостатком прототипа вл етс нерегламентируемый электронагрев перед импульсным электровоздействием , который приводит к обезуглероживанию поверхности, а следовательно, к снижению ее твердости и износостойкости. Длительный электронагрев перед импульсным воздействием приводит к снижению механической прочности готовых изделий. Кроме того, введение дополнительных операций по предварительной обработке материала приводит к увеличению технологического маршрута изготовлени инструмента, в результате чего существенно возрастает его трудоемкость.A significant disadvantage of the prototype is unregulated electrical heating before pulsed electro-exposure, which leads to decarburization of the surface and, consequently, to a decrease in its hardness and wear resistance. Long-term electrical heating before impulse exposure leads to a decrease in the mechanical strength of the finished products. In addition, the introduction of additional operations for the preliminary processing of a material leads to an increase in the technological route of tool manufacturing, as a result of which its labor intensity increases significantly.
Целью предлагаемого, изобретени вл етс повышение износостойкости режущего инструмента из быстрорежущей стали, например, Р6М5, при снижении трудоемкости процесса его изготовлени .The aim of the proposed invention is to increase the wear resistance of the cutting tool of high-speed steel, for example, P6M5, while reducing the complexity of its manufacturing process.
Указанна цель достигаетс благодар This goal is achieved thanks
тому, что в способе изготовлени режущего инструмента из быстрорежущей стали, включающем термическую и механическую обработку с использованием ступенчатого электронагрева, осуществл ют импульс0 ный электронагрев заготовки до температуры 830-850°С со скоростью (1-5) х 10 °С/с, изотермическую выдержку при этой температуре в течение 4-6 с и последующий нагрев с той же скоростью до температурыthe fact that in the method of manufacturing high-speed steel cutting tools, including thermal and mechanical treatment using stepped electric heating, electric heating of the workpiece is performed to a temperature of 830-850 ° C at a rate of (1-5) x 10 ° C / s, isothermal holding at this temperature for 4-6 s and subsequent heating at the same speed to the temperature
5 1230-1250°С, с выдержкой при этой температуре в течение 2-3 с и охлаждении в масле .5 1230-1250 ° С, with holding at this temperature for 2-3 s and cooling in oil.
Отличительные признаки за вл емого технического решени позвол ют получитьDistinctive features of the proposed technical solution allow to obtain
0 при осуществлении изобретени положительный эффект, заключающийс в повышении износостойкости инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 при одновременном сокращении трудоемкости процес5 са.0 in carrying out the invention, the positive effect is to increase the wear resistance of the tool from high-speed steel R6M5 while reducing the labor intensity of the process.
Электронагрев со скоростью (1-5) х 104 °С/с до температуры 830-850°С и изотермическа выдержка при этой температуре в течение 4-6 с позвол ют создать равновес0 ную, м гкую аустенитную структуру с сферо- дизированными карбидами.Electric heating at a rate of (1–5) x 104 ° C / s up to a temperature of 830–850 ° C and an isothermal holding at this temperature for 4–6 s makes it possible to create an equilibrium, soft austenitic structure with spheroidized carbides.
Повышение температуры предварительного нагрева и температуры закалки по сравнению со стандартами обусловленоThe increase in preheat temperature and quenching temperature compared to standards is due to
5 высокой скоростью нагрева, в результате чего точка начала и конца аллотропического превращени смещаютс в область более высоких температур.5 by a high heating rate, with the result that the point of the beginning and end of the allotropic transformation shifts towards higher temperatures.
Высока скорость нагрева способствуетHigh heating rate contributes
0 аномальному процессу тепловыделени , концентрации энергии в местах с выраженным отличием тепло-и электропроводности, т.е. на крупных карбидах. Аномальное тепловыделение на карбидах приводит к значи5 тельным градиентам температур, которые, в свою очередь, способствуют аномальной термодиффузии, т.е. растворению карбидов в матрице. Благодар этому снижаетс карбидна неоднородность, повышаетс ле0 гирование твердого раствора сферодизированными мелкими карбидами . Дл стабилизации процессов создани равновесной м гкой аустенитной структуры достаточно сделать выдержку на0 anomalous process of heat generation, energy concentration in places with a pronounced difference in thermal and electrical conductivity, i.e. on large carbides. Anomalous heat release on carbides leads to significant temperature gradients, which, in turn, contribute to anomalous thermal diffusion, i.e. dissolving carbides in the matrix. Due to this, the carbide heterogeneity is reduced, the alloying of the solid solution is enhanced by spherodized small carbides. To stabilize the processes of creating an equilibrium soft austenitic structure, it is sufficient to make an exposure on
5 данной ступени в течение 4-6 с.5 of this stage for 4-6 s.
Изотермическа выдержка при этой температуре способствует выравниванию температуры по объему заготовки и образованию однородной структуры. Минималь- ное врем выдержки 4 с выбрано из учетаIsothermal aging at this temperature helps to equalize the temperature over the volume of the workpiece and the formation of a homogeneous structure. The minimum holding time of 4 s is selected from the account
выравнивани температуры при скорости 5x10 °С/с, а временна выдержка 6 с - дл скоростей пор дка 104°С/с.temperature equalization at a speed of 5x10 ° C / s, and a time exposure of 6 s for speeds of the order of 104 ° C / s.
По истечении указанного времени осуществл ют вторую стадию электронагрева (нагрев под закалку) с той же скоростью до температуры 1230-1250°С и изотермическую выдержку при данной температуре в течение 2-3 с. Изотермическа выдержка при температуре нагрева под закалку в течение 2-3 с необходима дл более полного растворени карбидов, обеспечивающего насыщение аустенита, увеличение содержани легирующих компонентов в твердом растворе . Высока износостойкость и высокие режущие свойства создаютс растворением, главным образом, вторичных карбидов, а первичные карбиды преп тствуют росту аустенитного зерна.After the specified time has elapsed, the second stage of electrical heating (heating under quenching) is carried out at the same speed to a temperature of 1230-1250 ° C and isothermal aging at this temperature for 2-3 seconds. An isothermal holding at a heating temperature for quenching for 2-3 s is required for a more complete dissolution of carbides, ensuring the saturation of austenite, an increase in the content of alloying components in a solid solution. High wear resistance and high cutting properties are created by dissolving mainly secondary carbides, and primary carbides inhibit the growth of austenitic grain.
Повышение температуры нагрева при закалке требует резкого сокращени времени выдержки при этой температуре, т.к. может произойти увеличение зерна, что снижает механические свойства стали, вследствие чего врем выдержки при электронагреве под закалку не должно превышать 2-3 с.Increasing the heating temperature during quenching requires a sharp reduction in the holding time at this temperature, since an increase in grain may occur, which reduces the mechanical properties of the steel, as a result of which the holding time during electric heating for quenching should not exceed 2-3 s.
Кроме того, работа разрушени при изгибе образцов, характеризующа ударную в зкость материала, значительно уменьшаетс с увеличением времени выдержки. Выдержка менее 2 с недостаточна дл завершени процесса растворени карбидов и насыщени аустенита.In addition, the flexural failure performance, which characterizes the toughness of the material, significantly decreases with increasing exposure time. A shutter speed of less than 2 seconds is insufficient to complete the carbide dissolution process and saturate austenite.
Выдержка свыше 3 с может привести также к местному расплавлению что вызывает охрупчивание стали. Охлаждение режущего инструмента после выдержки при нагреве под закалку осуществл етс в масле по типовой технологии.Exposure of more than 3 s can also lead to local melting which causes embrittlement of the steel. Cooling of the cutting tool after holding during heating for quenching is carried out in oil according to standard technology.
Диапазон скоростей нагрева определен экспериментально. При скорост х электронагрева ниже 104 °С/с снижаетс локальна концентраци физического пол на карбидах и как следствие этого снижаетс легиро- вание матрицы. При скорост х превышающих 5х104 °С/с имеет место значительный локальный перегрев и как следствие этого местные пережоги, которые привод т к резкому снижению прочности и износостойкости инструмента.The range of heating rates was determined experimentally. At electric heating rates below 104 ° C / s, the local concentration of the physical field on the carbides decreases and, as a result, the matrix doping decreases. At speeds exceeding 5x104 ° C / s, significant local overheating occurs and, as a consequence, local burnouts that lead to a sharp decrease in the strength and durability of the tool.
Способ осуществл етс следующим образом . Электронагрев заготовок инструмента производитс на технологической установке, состо щей из захватов дл фиксации заготовки, системы питани -сварочного трансформатора мощностью 100 кВт, система формировани и синхронизации электрических импульсов, собранной на базе ПКТ-1500 и системы контрол параметров обработки. Скорость нарастани температуры оценивали оптическим пирометром. Заготовку помещали в захваты электроконтактной установки, включали систему питани и формировани импульса тока. При достижении температуры нагрева заготовки , соответствующей первой стадии нагрева , сигнал от пирометра поступал на прерыватель, отключал запрограммирован0 ную скорость нагрева и через контакторы ПКТ-1500 включал временную задержку (4- 6)с, в течение которой трансформатор работал врежиме, обеспечивающем компенсацию температурных потерь за счетThe method is carried out as follows. Electrical heating of the tool blanks is carried out at a technological installation consisting of grippers for fixing the billet, the power supply system — a 100 kW welding transformer, an electrical impulse generation and synchronization system assembled on the basis of PKT-1500, and a processing parameter control system. The rate of increase in temperature was evaluated with an optical pyrometer. The billet was placed in the grippers of the electrical contact installation, the power supply system was turned on, and a current pulse was formed. When the heating temperature of the billet, corresponding to the first heating stage, was reached, the signal from the pyrometer arrived at the interrupter, disconnected the programmed heating rate and switched on a time delay (4-6) s through the contactors PKT-1500, during which the transformer operated to compensate for temperature losses. due to
5 охлаждени в воздушной среде.5 cooling in air.
После завершени изотермической выдержки включалс цикл, обеспечивающий вторую ступень электронагрева, по окончании которой сигнал подавалс на захваты иUpon completion of the isothermal holding, a cycle was switched on, providing a second stage of electrical heating, at the end of which a signal was applied to the grippers and
0 заготовка, через определенный промежуток времени, попадала в ванну с маслом дл охлаждени .0, the workpiece, after a certain period of time, got into the oil bath for cooling.
Дл оценки эффективности предлагаемого способа по сравнению с прототипомTo assess the effectiveness of the proposed method in comparison with the prototype
5 обеими способами обрабатывали цилиндрические заготовки сверл диаметром 2,65 мм из быстрорежущей стали Р6М5 одной плавки. Длина обрабатываемой части заготовки 30 мм. По каждому способу обработа0 но по 200 заготовок, из которых затем изготовлены сверла по одной и той же технологии . В этих же услови х изготовлено 200 сверл по базовой технологии.5 both ways were processed cylindrical billet drill diameter of 2.65 mm from high-speed steel R6M5 one heat. The length of the workpiece to be processed is 30 mm. For each method, 200 blanks were processed, of which then drills were made using the same technology. Under the same conditions, 200 drills were manufactured using the basic technology.
Охлаждение после закалки во всех слу5 ча х проводили в масле, после чего осуществл ли двукратный отпуск при 560°С. Продолжительность каждого отпуска 60 мин.After quenching, cooling in all cases was carried out in oil, after which a double tempering was carried out at 560 ° C. The duration of each vacation is 60 minutes.
Испытани на стойкость производилиDurability tests produced
0 по стандартной методике - путем сверлени листового сплава 36НХТЮ толщиной 7,0 мм. Испытани проводили при числе оборотов 1400 , скорости сверлени 9,01 м/мин и подаче сверла 0,02 мм/об, глубина свер5 лени составл ла 6,15 мм. Охлаждение сверла в процессе работы осуществл ли олеиновой кислотой (параметры обработки выбраны из прототипа).0 according to the standard method - by drilling sheet 36NHTY alloy with a thickness of 7.0 mm. The tests were carried out at a speed of 1400, a drilling rate of 9.01 m / min, and a drill feed of 0.02 mm / rev, the drilling depth of 6.15 mm. The drill was cooled during operation with oleic acid (the processing parameters were selected from the prototype).
Результаты испытаний представлены вTest results are presented in
0 таблице. Стойкость инструмента определ лась количеством обработанных деталей одним сверлом до переточки.0 table. The durability of the tool was determined by the number of machined parts with one drill before regrinding.
Результаты испытаний показывают повышение стойкости сверл, изготовленныхTest results show increased durability of drills made
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894706409A SU1765211A1 (en) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Method for producing cutting tools from high-speed steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894706409A SU1765211A1 (en) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Method for producing cutting tools from high-speed steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1765211A1 true SU1765211A1 (en) | 1992-09-30 |
Family
ID=21454752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894706409A SU1765211A1 (en) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Method for producing cutting tools from high-speed steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1765211A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103114192A (en) * | 2013-03-20 | 2013-05-22 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | Micro-deformation quenching process of slender-rod like drill bits |
-
1989
- 1989-03-29 SU SU894706409A patent/SU1765211A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 933745, кл. С 21 D 9/22, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1025739, кл. С 21 D 9/22, 1983. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103114192A (en) * | 2013-03-20 | 2013-05-22 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | Micro-deformation quenching process of slender-rod like drill bits |
| CN103114192B (en) * | 2013-03-20 | 2014-08-27 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | Micro-deformation quenching process of slender-rod like drill bits |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4077812A (en) | Method of working steel machine parts including machining during quench cooling | |
| EP1087030A2 (en) | Method of producing tool steel and tool | |
| EP0668365A1 (en) | Graphitic steel compositions | |
| JP2014155944A (en) | Forging and production method thereof | |
| CN108277453B (en) | High-chromium micro-deformation cold stamping die surface chromium-vanadium co-infiltration treatment method | |
| SU1765211A1 (en) | Method for producing cutting tools from high-speed steel | |
| CN101283111A (en) | Steel material and process for producing the same | |
| CN107574298B (en) | A kind of solid waste crusher cutter steel | |
| JP2005281857A (en) | Raw material for nitrided component having excellent broaching workability and method for manufacturing nitrided component using the raw material | |
| JP2000248313A (en) | Spheroidizing heat treatment of steel slab | |
| Mesquita et al. | Heat treating of hot-work tool steels | |
| SU1238890A1 (en) | Method of heat treatment of sintered hard alloy | |
| JP4215760B2 (en) | Manufacturing method for medium and high carbon steel sheet | |
| JP2000190133A (en) | Main spindle clamp part and manufacture therefor | |
| US20180258504A1 (en) | Method of producing a tool steel | |
| SU1740443A1 (en) | Process for heat treatment of mill rolls | |
| JPH027366B2 (en) | ||
| JPH07116780A (en) | Production of roll for continuous casting and roll for continuous casting manufactured by this method | |
| RU2002822C1 (en) | Process of treatment of high speed steel | |
| SU1025739A2 (en) | Method for making cutting tools from high-speed steel | |
| SU1567648A1 (en) | Method of heat treatment of hypereutectoid steel | |
| SU1034840A1 (en) | Method of working hard-to-work materials | |
| JP2002241894A (en) | High hardness prehardened steel for cold working having excellent machinability, die for cold working using the steel and working method for the steel | |
| RU1788980C (en) | Method of heat treatment of high-speed steels | |
| SU982847A1 (en) | Method of machining steel blanks whille heating layer being cut |