SU956581A1

SU956581A1 - Method for heat treating tools

Info

Publication number: SU956581A1
Application number: SU813235596A
Authority: SU
Inventors: Николай Иосифович Павличков; Александр Кузьмич Сергеев; Иван Иванович Сальников; Иван Михайлович Костюченко
Priority date: 1981-01-16
Filing date: 1981-01-16
Publication date: 1982-09-07

Description

Изобретение относитс к термической обработке стали, в частности обработки лезвийного инструмента типа фрез, зенкеров, разверток, резцов из быстрорежущих сталей, например Р6М5, Р6М5К5, Р18, Р12, Р9.The invention relates to the heat treatment of steel, in particular the processing of blade tools such as milling cutters, countersinks, reamers, cutting tools made of high-speed steels, for example R6M5, R6M5K5, R18, P12, P9.

Существующие способы термической обработки инструмента не позвол ют добитьс полного превращени высоколегированного аустенита в мартенсит непосредственно в процессе закалки, а это снижает износостойкость инструмента . The existing methods of heat treatment of the tool do not allow achieving the complete conversion of high-alloyed austenite to martensite directly in the quenching process, and this reduces the tool's wear resistance.

Известен способ термической обработки инструмента, заключающийс в том, что в процессе закалки или после всего цикла термической обработки проводитс глубокое охлаждение до температуры - 196°С в жидком азоте постепенным или ударным погружением Ц. .The method of heat treatment of the tool is known, which consists in the fact that during the quenching process or after the entire heat treatment cycle, deep cooling is carried out to a temperature of - 196 ° C in liquid nitrogen by gradual or shock immersion C.

Недостатком данного способа вл етс то,что в процессе переохлаждени инструмента возникают большие внутренние напр жени , которые не снимаютс в промежутках между операци ми термической обработки, а это ир-иродит к по влению трещин, сколов и мыкрашиванию режущих- кромок во вре Г.1 ;:,-)Гзоты инструмента.The disadvantage of this method is that in the process of supercooling of the tool, large internal stresses arise that are not relieved between the heat treatment operations, and this is irradiating to the appearance of cracks, chipping and cutting the edges during the D.1 ;:, -) Hzoty tool.

Известен способ термической обработки инструмента, который включает ступенчатый нагрев под закалку, закалку в масло с температурой 250°С, затем охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды с последующим постепенным охлаждением от + 20С до -120°С и однократным отпуском с выдержкой при +150°С до -600°С The known method of heat treatment of the tool, which includes a step heating for quenching, quenching in oil with a temperature of 250 ° C, then cooled in air to ambient temperature, followed by gradual cooling from + 20 ° C to -120 ° C and a single tempering with a holding at +150 ° C to -600 ° C

10 в течение 0,5-2 ч в зависимости от состава стали и сечени детали 2}.10 for 0.5-2 hours depending on the composition of the steel and the cross-section of the part 2}.

Недостатком данного способа вл етс то, что в процессе закалки не снимаютс внутренние напр жени , ко15 торые при Дальнейшей обработке холодом достигают больших величин и в местах концентрации напр жений могут вызвать трещины на инструменте, кроме того, используетс в качестве ох20 лаждающей среды легко воспламен юща с жидкость - ацетон.The disadvantage of this method is that in the process of quenching, internal stresses are not relieved, which during large cold processing reach large values and in places of stress concentration can cause cracks in the tool, moreover, it is used as a coolant to easily ignite with liquid - acetone.

Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату вл етс способ термичес25 кой обработки инструмента, заключающийс в закалке, обработке холодом при и однократном отпуске при в течение 1 ч Ез.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the method of thermal processing of the tool, which consists in quenching, cold processing and one-time tempering for 1 hour Ez.

Недостатком данного способа вл 30 етс то, что в процессе закалки иист румента перед обработкой холодом не снимаютс внутренние напр жени , которые при глубоком охлаждении достигают больших величин и часто привод т к растрескиванию инструмента сложной конфигураций, кроме того, температура - не вл етс температурой конца мартенситного превра щени (мк). Цель изобретени - повышение изно состойкости инструмента. Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу термической обработки инструмента, включающему наг рев под закалку, закалку, обработку холодом и отпуск, перед обработкой . холодом провод т ультразвуковую обра ботку. При этом закалку провод т в пото ке воздуха до 500-550°С с последующи охлаждением в масле при 20 С. Обработку холодом провод т постепенно от +20°С до -150с. Способ осуществл ют следующим образом . После ступенчатого нагрева инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 под закалку до 1210-1230 С его охлаждают с таким расчетом, чтобы быстро пройти интервал температур, в котором интенсивно выдел ютс .карбиди, что снижает красностойкость инструмента, т.е. охлаждение до 550-500с ведетс в потоке воздуха, затем в .масле при + . Дл сн ти внутренних напр жений, возникающих при быстром охлаждении и измельчении микроструктуры, перед обработкой холодом проводитс ультразвукова обработка в жидкой среде ,при 60-7СР С в камере с преобразовател ми мембранного типа, одновременно с этим происходит очистка деталей от соли и окалины. После этого инструмент подсушивают , охлаждают до температуры окружающей среды и провод т обработку холодом . Дл осуществлени постепенного , охлаждени инструмента от до -150°С разработан и изготовлен промышленный образец холодильной камеры , охлаждение в которой происходит конвективным способом в среде воздуха и паров азота. Инструмент помещают в холодильную камеру, имеющую первоначальную температуру (20-25С) и, в зависимости от веса закладки (30-35 кг), инструмент охлаждаетс в течение 35-40 мин до , при которой выдерживаетс в течение 10 мин. После чего инструмент извлекаетс из холодильной камеры и выдерживаетс в помещении до приобретени им температуры окружающей среды затем сразу же проводитс однократный отпуск при в течение 1ч. В цел х избежани стабилизации аустенита врем между окончанием ультразруковой обработки и началом обработки холодом должно быть минимальным , не более 1ч. Пример. Провод т термическую обработку инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали .Р6М5. Осуществл ют ступенчатый нагрев под закалку до , закалка с охлаждением в потоке воздуха до 550-500С, затем в масле при +20с. Дл промежуточного сн ти внутренних напр жений, полученных на первой стадии охлаждени , и улучшени микроструктуры стали провод т ультразвуковую обработку в камере с мембранными магнитострикциоНными преобразовател ми в жидкой среде в течение 10-15 мин с одновременной очисткой инструмента. Обработка холодом осуществл етс постепенным охлаждением от +20 до -150с с выдержкой при этой температуре в.течение 10. мин. Дл сн ти внутренних напр жений и упрочнени стали производитс одно.кратный отпуск при 560°С в течение l ч. Испытывают на износостойкость инструмент из быстрорежущей стали Р6М5, обработанный по известному способу. ДЛЯ этого подготавливают 30 подрезок диаметром 38,4 мм, из которых 15 штук обрабатывают по прототипу, а 15 штук - по предлагаемому способу . . Обработанные подрезки испытывают как зенкеры на раззенкеровании отверстий . Работа проводитс на вертикально-сверлильном станке модели 2А150, где рассчитываютс отверсти с диаметра 22,3 мм до диаметра 28,4мм т.е. глубина резани равна 8,05 мм. Обрабатываемый материал представл ет собой плиты из ст. 3 толщиной 30 мм. Дл обеих партий инструмента режим резани сохран етс одинаковым, .т.е. п 250 об/мин S 0,2 мм t, 8,05 мм без подачи смазывающе-охлйждающей жидкодти . Наблюдение за стойкостью инструмента по износу режущей кромки Проводитс до первой заточки. При этом увеличиваетс , сколько отверстий растачиваетс каждой подрезкой с обеих партий и беретс средний результат из 15 показаний. Результаты испытаний приведены в таблице.The disadvantage of this method is that, during the hardening process of the heater, before treatment with cold, internal stresses are not removed, which, upon deep cooling, reach large values and often lead to cracking of the tool with complex configurations, and the temperature is not the end temperature. martensitic transformation (mk). The purpose of the invention is to increase the wear resistance of the tool. This goal is achieved by the fact that according to the method of heat treatment of an instrument, including heating for quenching, quenching, cold working and tempering, before processing. Ultrasound processing is cold. At the same time, quenching is carried out in an air stream to 500-550 ° C, followed by cooling in oil at 20 C. Cold treatment is carried out gradually from + 20 ° C to -150 s. The method is carried out as follows. After step-by-step heating of the P6M5 high-speed steel tool for quenching to 1210-1230 C, it is cooled so as to quickly pass the temperature interval in which the carbide is intensely released, which reduces the red resistance of the tool, i.e. cooling to 550-500s is conducted in an air stream, then in oil at +. In order to relieve internal stresses arising from the rapid cooling and grinding of the microstructure, ultrasonic treatment in a liquid medium is carried out before treatment with cold, at 60–7 CP C in a chamber with membrane type converters, at the same time, the parts are cleaned of salt and scale. After that, the instrument is dried, cooled to ambient temperature and cold treated. To implement the gradual cooling of the instrument from -150 ° C, an industrial design of the refrigerating chamber has been designed and manufactured, in which cooling occurs in a convective manner in air and nitrogen vapor. The instrument is placed in a refrigeration chamber having an initial temperature (20-25 ° C) and, depending on the weight of the tab (30-35 kg), the tool is cooled for 35-40 minutes until it is kept for 10 minutes. After that, the instrument is removed from the refrigerating chamber and kept in the room until it acquires the ambient temperature, then a single tempering is immediately carried out for 1 hour. In order to avoid the stabilization of austenite, the time between the end of the ultrasonic treatment and the onset of cold treatment should be minimal, no more than 1 hour. Example. Conduct heat treatment of an instrument made of high-speed steel .Р6М5. Step heating is performed for quenching before quenching with cooling in a stream of air up to 550-500 ° C, then in oil at + 20 ° C. In order to intermediately relieve internal stresses obtained in the first stage of cooling and to improve the microstructure, the steel was subjected to ultrasonic treatment in a chamber with membrane magnetostrictive transducers in a liquid medium for 10–15 min with simultaneous cleaning of the instrument. Cold treatment is carried out by gradual cooling from +20 to -150s with an exposure at this temperature for 10 minutes. In order to relieve internal stresses and harden the steel, a single tempering is performed at 560 ° C for 1 hour. A tool made of high-speed steel R6M5 treated by a known method is tested for wear resistance. For this prepare 30 undercuts with a diameter of 38.4 mm, of which 15 pieces are processed according to the prototype, and 15 pieces - according to the proposed method. . Treated undercuts are tested as countersinks on re-zinging holes. The work is carried out on a vertical drilling machine model 2A150, where holes are calculated from a diameter of 22.3 mm to a diameter of 28.4 mm, i.e. depth of cut is 8.05 mm. The material to be processed is slabs of steel. 3 30 mm thick. For both parts of the tool, the cutting mode is kept the same, i. E. P 250 rpm S 0.2 mm t, 8.05 mm without the supply of lubricating and cooling liquid. Monitoring tool life by cutting edge wear. Conducted until first grinding. This increases how many holes are bored with each trimming on both batches and the average result of 15 readings is taken. The test results are shown in the table.

Как видно из таблицы, при равных услови х работы инструмент, обработанный по предлагаемому способу,имеет стойкость в два раза большую.As can be seen from the table, under equal conditions of operation, the tool processed by the proposed method has a durability twice as large.

Claims

1. A method of heat treating an instrument, including heating for quenching, quenching, cold working and tempering, characterized in that, in order to increase the tool durability, prior to cold treatment, ultrasonic treatment is carried out.

2. The method according to claim 1, from the fact that hardening is carried out

in the air flow up to 500-550 C, followed by cooling at 20 ° C.

3, Method pop. 1, distinguished by the fact that the cold treatment is carried out gradually from

-150С.

I

Information sources,

taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 485161, cl. C 21 O 6/04, 1975, 2. Patent of France 2136621, cl. From 21 D 1/00, published. 1972.

3. Gul ev A.P. Metal science. M., Metallurgists, 1977, p. 426-431.