Способ изготовления инструмента с режущей частью из керамики Советский патент 1986 года по МПК B23K31/04 

Изобретение относится к пайке, в частности к способам пайки режущих пластинок к резцам и может быть использовано в различных областях машиностроения при изготовлении ре- жущего инструмента.

Целью изобретения является повышение износостойкости за счет уменьшения трещинообразования и повьппения жесткости в зоне режущей части.

Способ осуществляют следуюищм образом.

Инструмент собирают, укладывая в гнездо корпуса, изготовленного из стали мартенситного класса, компенсационную прокладку из порошковой стали карбидного класса, припой и режущую часть из керамики. Материал прокладки имеет скорость охлаждения при закалке, равную скорости охлаждения при закалке материала корпуса. Пайку инструмента производят в вакууме. После пайки следует охлаждение с температуры пайки со скоростью, обеспечивающей закалку корпуса инструмента, и отпуск при SSO-AZO C.

Наилучшие результаты достигаются при изготовлении режущей части из двухслойной керамику гексанита-Р и прокладки из безвольфрамовых сталей типа РОМ6Ф1 и РОМ6Ф2.

Компенсационная прокладка из порошковой быстрорежущей стали,имея промежуточный между керамикой и корпусом коэффициент линейного температурного расширения (Ю1ТР), уменьшает напряжения в спае и двухслойной керамической пластине и одновременно закаливается на твердость Н50 7800- 8390 МПа, повьшая жесткость в зоне крепления пластины к корпусу. Это приводит к уменьшению трещинообразования как при пайке, так и при эксплуатации инструмента. Одновременная закалка корпуса компенсационной прокладки позволяет получить за одну операцию охлаждения от температур пайки весьма жесткую конструкцию - режущая керамика с твердостью 21000-22000 Мпа, твердосплавное основание керамики с твердостью 12000- 13000 МПа, компенсационная прокладка с твердостью до 8390 МПа, корпус резца с твердостью 4700-5200 МПа. Тем самым удается выполнить основное требование к резцам с режущей часть из сверхтвердой керамики - отсутст

5 0 5

0

5

5

вие пластической деформации в зоне режущей части резца.

Особенности структуры порошков заготовкц - равномерная пористость и карбидная неоднородность, позволяют получить высокопрочный спай практически на всех припоях при контактно-реактивной пайке в интервале температур 900-1000 С, допустимых для гексанита-Р.

Отпуск, проводимый без разгерметизации печи в интервале минимального разупрочнения материала прокладки и корпуса резца (350-420°С), позволяет исключить возникновение структурных и тепловых напряжений при последующих операциях изготовления, а также существенно снижает трудоемкость термической обработки.

В результате осуществления предлагаемого способа возможно изготовление специальных резцов сечением державки 3-8 мм, 3-10 мм, 5-12 мм при длине державки до 120-180 мм.

Пример. Расточные резцы изготовляли путем пайки с одновременной закалкой в печи СГВ 2.3/15. Двух- слойнзло керамическую заготовку из гексанита-Р диаметром 5 мм устанавливали в гнезде корпуса из стали 4Х5МФС через компенсационную прокладку из порошковой стали РОФ2М6 толщиной 1,5 мм. Припой по форме гнезда и прокладки (титан медненый 0,2 мм) устанавливали между корпусом и прокладкой и между прокладкой и кера-, мической заготовкой. Нагрев до температуры пайки вели со скоростью 50 С/мин, а охлаждение от температуры проводили со скоростью 70 С/мин. Отпуск при осуществляли в течение 30 мин, повьшхая температуру в паечном колпаке за 20 мин.

В результате изготовления и обработки по предлагаемому способу получали высокопрочные керамические резцы, эксплуатационные характеристики которых в 1 ,5 раза вьш1е изготовленных по известному. Количество случаев образования трещин при пайке сократилось на 40-45Х, исключились случаи разрушения керамики вследствие деформации корпуса под режущей . частью. Твердость корпуса увеличилась на 3400-3600 МПа, твердость апастины на 5500-3500 МПа, прочность спая 2400 МПа. Это связано с

31260151.4

плавным изменением КЛТР и низкимиповышения эксплуатационных свойств

напряжениями в спае и околошовной зо-инструмента, но приводит к частичноне и повышенной паяемостью порошко-му разупрочнению материала корвой прокладки с основанием и кера-пуса. мической заготовкой, несмотря на s

одновременную закалку корпуса и про- Предлагаемый способ позволяет,

кладки.в 1,3 раза повысить работоспособПовышение температуры отпуска вы-ность резцов и исключить брак при

ше 420 С не вызывает существенногоих изготовлении.