Способ упрочнения твердосплавного инструмента Российский патент 2023 года по МПК B24B39/00 C21D7/00 

Изобретение относится к технологии изготовления и упрочнения твердосплавного инструмента и может быть использовано в инструментальном производстве для увеличения ресурса инструмента. Способ упрочнения включает нагрев и пластическое деформирование рабочих поверхностей твердосплавного инструмента в нагретом состоянии и вибрационное воздействие в процессе накатывания на накатные ролики, предварительную и окончательную заточку. Способ упрочнения обеспечивает повышение стойкости инструмента как на чистовых, так и на черновых операциях.

Изобретение относится к технологии изготовления и упрочнения твердосплавного инструмента.

Известны способы упрочнения твердосплавного инструмента путем термомеханического упрочнения роликом (Способ упрочнения твердосплавного инструмента. Патент на изобретение RU N 2137590 C1, кл. B 24 B 39/00, C 21 D 7/00, 24.07.97).

Недостатками данного способа являются: большая глубина дефектного слоя (до 2 мм), который необходимо удалить, что ограничивает возможности упрочнения осевого инструмента.

Наиболее близким по технической сущности является способ упрочнения твердосплавного инструмента (Способ упрочнения твердосплавного инструмента. Патент на изобретение RU 2716329 С1, МПК B24В 39/00. - № 2019127974, который осуществляют следующим образом:

- твердосплавную заготовку предварительно покрывают термоизоляционным слоем толщиной от 10 до 20 мкм;

- нагревают до температуры 900-1000°C, осуществляют пластическое деформирование, например, роликами с нагрузкой 2000 - 9000 Н;

- предварительно и окончательно затачивают.

Недостатками данного способа являются: низкая производительность обработки, связанная с большим машинным временем обработки, которое зависит от величины подачи и вращения заготовки, влияющих на глубину и плотность упрочненного слоя.

Задачей изобретения является повышение производительности обработки и повышение ресурса твердосплавного инструмента, как на чистовых, так и на черновых операциях.

Эта задача достигается тем, что твердосплавную заготовку нагревают до 900-1000°C, пластическое деформирование осуществляют, например, роликами с нагрузкой 2000 - 9000 Н, на которые осуществляется вибрационное воздействие, с частотой от 5000 до 7000 ударов минуту с энергией удара от 3 до 7 Дж, которое выполняют, например, ударной машиной, (ГОСТ IEC 60745-2-6-2014 Машины ручные электрические), а затем выполняют его затачивание.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что способа упрочнения твердосплавного инструмента, характеризующегося признаками, идентичными отличительным признакам изобретения, не выявлены.

Таким образом, заявляемое изобретение является новым, так как оно не известно, из уровня техники.

Предлагаемый способ упрочнения твердосплавного инструмента включающий, предварительный, нагрев и пластическое деформирование с вибрационным воздействием на рабочие поверхности твердосплавного инструмента в нагретом состоянии, заточку, осуществляют следующим образом.

Твердосплавную заготовку, закрепляют на оправке, установленной в патроне токарного станка. Вращающуюся заготовку нагревают до температуры от 900 до 1000°C (так как в данном диапазоне температур твердость твёрдосплавной заготовки снижается более чем в 4 раза, что упрощает процесс её деформации) и в нагретом состоянии осуществляют деформацию, например, обкаткой под нагрузкой 2000-5000Н вращающимися роликами, на которые осуществляется вибрационное воздействие, закрепленными на оправке, установленной в задней бабке токарного станка, при этом заднюю бабку перемещают продольной подачей суппорта, а потом затачивают. Температуру нагрева инструмента, усилие деформации, частоту ударов в минуту и силу в указанных интервалах, а также продольную подачу, частоту вращения заготовки, подбирают таким образом, чтобы получить требуемую степень и глубину упрочнения, не допуская разрушения поверхностного слоя. Экспериментальным путем установлено, что максимальное значение продольной подачи может быть в диапазоне от 0,05 до 0,16 мм/об, частота вращения заготовки от 50 до 150 об/мин, при увеличении указанного диапазона значений микротвёрдость снижается.

Таким образом, предложенный способ упрочнения твердосплавного инструмента позволяет изменять глубину упрочненного слоя с учетом назначения инструмента и условий его эксплуатации. Например, лезвие инструмента, предназначенного для чистовой обработки, упрочняют на глубину до 1 мм, а для инструмента, предназначенного для черновой обработки, упрочняют на большую глубину, не менее 3 мм.

Производственные испытания осевого твердосплавного инструмента (концевых фрез), обкатанных роликами при температуре 900-1000°C под нагрузкой около 3600Н, с частотой 6000 ударов в минуту с силой 5Дж после предварительной и окончательной заточки показали повышение стойкости не менее чем в 2 раза.

Изобретение относится к обработке материалов и может быть использовано при изготовлении твердосплавного инструмента. Способ включает нагрев твердосплавной заготовки до 900-1000°C и пластическое деформирование ее рабочих поверхностей в нагретом состоянии роликами с нагрузкой 2000-9000Н. Осуществляют вибрационное воздействие на ролики с частотой от 5000 до 7000 ударов минуту с энергией удара от 3 до 7 Дж, которое выполняют с использованием, в частности ударной машины. После чего производят заточку инструмента. Повышается стойкость твердосплавного инструмента. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ упрочнения твердосплавного инструмента, включающий нагрев твердосплавной заготовки до 900-1000°C и пластическое деформирование ее рабочих поверхностей в нагретом состоянии путем обкатки под нагрузкой 2000-9000Н вращающимися роликами, и затачивание, отличающийся тем, что осуществляют вибрационное воздействие на вращающиеся ролики с частотой от 5000 до 7000 ударов минуту с энергией удара от 3 до 7 Дж.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вибрационное воздействие на ролики осуществляют ударной машиной.