Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к холодной и горячей механической обработке металлов, в частности к методам увеличения износостойкости режущего инструмента.
Известен способ [1] увеличения износостойкости твердосплавного режущего инструмента на основе монокарбида вольфрама путем нанесения износостойкого покрытия, состоящего, например, из карбидов или нитридов титана. Способ позволяет увеличить износостойкость твердосплавного режущего инструмента в несколько раз.
Известен способ увеличения износостойкости твердосплавного режущего инструмента на основе монокарбида вольфрама путем имплантации ионов азота или гелия из импульсного источника [2]
Наиболее близким к заявляемому является способ обработки твердосплавного режущего инструмента (твердый сплав на Т5К10) на основе монокарбида вольфрама путем воздействия одним из видов ионизирующей радиации пучком протонов высоких энергий (энергия протонов Ео=6,3 МэВ, поток Ф=4 · 1014см-2).
Недостатками известных способов являются недостаточное (в среднем в 2,5 раза) увеличение износостойкости по сравнению с прототипом (максимальное увеличение износостойкости в 9 раз); необходимость использования уникального дорогостоящего оборудования импульсного ускорителя ионов; необходимость использования уникального дорогостоящего оборудования ускорителя заряженных высоких энергий (циклотрона), остаточная радиоактивность обработанных изделий, отсутствие увеличения износостойкости у режущих пластин из твердого сплава МС 3210, большая длительность процесса облучения порядка нескольких часов.
Целью изобретения является предупреждение возникновения остаточной радиоактивности, повышение экономичности способа и увеличения износостойкости режущих пластин.
Цель достигается тем, что на пластину наносят износостойкое покрытие, а последующую обработку ведут дозами γ -излучения в интервале от 6 · 102 до 6 · 103 рентген.
Положительный эффект настоящего изобретения проявляется в том, что появляется возможность использования простого оборудования, например природных источников γ-излучения; в частности Со60, Сs137 с энергиями γ-квантов (0,5-1,2 МэВ), не вызывающими наведения остаточной радиоактивности в твердосплавном материале; появляется возможность существенно уменьшить время воздействия, снизив его до 6-60 с; износостойкость режущих пластин с покрытием из карбида титана TiC в 4,5 раза превышает износостойкость пластин без покрытия.
Экспериментально установлено, что режущие пластины, изготовленные из твердых сплавов марок МС 111 и МС 146 без покрытия, увеличивают свою износостойкость от 30% (МС 146) до 4,5 раз (МС 111) после воздействия γ-излучения с энергией примерно 0,5 МэВ и дозами от 6 · 102 до примерно 1,0 · 108 рентген, причем максимум времени работоспособности tp (tрмакс) достигался дважды: при дозе 6 · 104 рентген и дозе примерно 8,6 · 107рентген. В то же время пластины из сплава МС 146 с покрытием из карбида титана (МС 1460) увеличивают свою износостойкость в максимуме на 75% причем энергетическое положение tр.макс изменяется: первый максимум tpнаблюдается при дозе 6 · 102 рентген, а второй при дозе 7,2 · 105рентген.
На чертеже приведен график дозовых зависимостей времени работоспособности режущих пластин из твердых сплавов МС 111 и МС 146 (без покрытия и с покрытием из карбида титана (МС 1460)).
П р и м е р 1. В Московском комбинате твердых сплавов (МКТС) проведены испытания на износостойкость режущих пластин, изготовленных из твердого сплава марки МС 111. Пластины были подвергнуты воздействию γ-излучения от природного источника -Сs137 с энергией примерно 0,5 МэВ, и дозами от 6 · 102 до примерно 1,0 · 108 рентген. Обрабатываемый материал сталь 50. Обработка проводилась на станке модели 1 М63. Скорость резания V 180, 215 и 220 м/мин, подача S= 0,20 мм/об. глубина резания t=1,0 мм. Зависимость нормированного времени работоспособности (tp/tpмакс) от дозы облучения представлена в табл. 1 и на чертеже (кривая 1). На кривой 1 наблюдаются два максимума: один соответствует дозе 6 · 104 рентген, второй дозе примерно 8,6 · 107 рентген.
П р и м е р 2. В Московском комбинате твердых сплавов (МКТС) проведены испытания на износостойкость режущих пластин, изготовленных из твердого сплава марки МС 146. Пластины были подвергнуты воздействию γ-излучения от природного источника -Сs137 с энергией примерно 0,5 МэВ и дозами от 6 · 102 до примерно 1,0 · 108 рентген. Обрабатываемый материал сталь 50. Обработка проводилась на станке модели 1М63. Скорость резания V-140 м/мин, подача S= 0,20 мм/об. глубина резания t=1,0 мм. Зависимость нормированного времени работоспособности от дозы облучения γ-квантами представлена в табл. 2 и на чертеже (кривая 2). На кривой 2, как и на кривой 1, наблюдаются два максимума: один при Dγ1=6 · 104рентген, другой при Dγ2 примерно равном 8,6 · 107 рентген.
П р и м е р 3. В Московском комбинате твердых сплавов (МКТС) проведены испытания на износостойкость режущих пластин, изготовленных из твердого сплава марки МС 146 с покрытием из карбида титана TiC (МС 1460). Пластины были подвергнуты воздействию γ-излучения от природного источника -Сs137 с энергией примерно 0,5 МэВ и дозами от 6 · 102 до примерно 1,0 · 107 рентген. Обрабатываемый материал сталь 50. Обработка проводилась на станке модели 1М63. Скорость резания V=150 м/мин, подача S=0,20 мм/об. глубина резания t= 1,0 мм. Зависимость нормированного времени работоспособности от дозы облучения γ-квантами представлена в табл. 3 и на чертеже (кривая 3). На кривой 3, как и на кривых 1 и 2, наблюдаются два максимума, но их энергетическое положение смещается влево поглощенные дозы уменьшаются на два порядка: Dγ1 6 · 102 рентген, Dγ2 7,2 · 105 рентген.
Уменьшение доз поглощения, при которых наблюдаются максимумы времени работоспособности tp, на два порядка объясняется тем, что энергия затрачивается лишь на изменение свойств пленки и переходного слоя, толщина которых на несколько порядков меньше толщины пластины. Кроме того, предлагаемый способ применим к износостойким покрытиям, изготовленным из других материалов, например нитрида титана TiN, карбонитрида титана TiCN, двуокиси алюминия Al2O3 и т.п.
В связи с тем, что, как следует из табл. 3, при D 6 · 103рентген, tp= 0,85 tpмакс, в качестве рабочего диапазона доз облучения целесообразно принять интервал 6 · 102 6 · 103 рентген.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МОНОКАРБИДА ВОЛЬФРАМА | 1993 |
|
RU2047667C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ | 1993 |
|
RU2047666C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТВЕРДОГО СПЛАВА | 1993 |
|
RU2057619C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА | 1993 |
|
RU2066596C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТВЕРДОСПЛАВНОГО МАТЕРИАЛА | 1993 |
|
RU2082801C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК | 1993 |
|
RU2043869C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН | 1993 |
|
RU2067919C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ | 1993 |
|
RU2083330C1 |
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ПОКРЫТИЙ | 1995 |
|
RU2096519C1 |
СПОСОБ РАДИАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ КАРБИДА И НИТРИДА ТИТАНА | 2002 |
|
RU2225459C2 |
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к холодной и горячей механической обработке металлов, в частности к методам увеличения износостойкости режущего инструмента. Целью изобретения является предупреждение возникновения остаточной радиоактивности, повышение экономичности способа и возможность увеличения износостойкости режущих пластин. Цель достигается тем, что на пластину наносят износостойкое покрытие, а последующую обработку ведут дозами γ в интервале от 6 • 102 до 6 • 103 рентген. 1 ил., 3 табл.
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МОНОКАРБИДОВ ВОЛЬФРАМА путем воздействия ионизирующей радиации, отличающийся тем, что на пластину наносят износостойкое покрытие, а последующую обработку ведут дозами γ-излучения в интервале 6 • 102 - 6 • 103 Р.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Поверхность | |||
Физика, химия, механика | |||
Циркуль-угломер | 1920 |
|
SU1991A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Станки и инструмент | |||
Способ приготовления консистентных мазей | 1919 |
|
SU1990A1 |
Авторы
Даты
1996-03-27—Публикация
1993-12-28—Подача