Способ изготовления клееносборного инструмента с режущей частью из керамики Советский патент 1989 года по МПК B23B27/00 

Изобретение относится к области изготовления режущего инструмента, а именно к клеено-сборным инструментам, оснащенным режущими пластинами из минерало- керамики.

Цель изобретения - повышение прочности и надежности крепления пластины, что достигается за счет увеличения площади склеивания.

Сущность изобретения состоит в том, что склеивание проводят непосредственно после вакуумной пайки фиксатора и закалки с установкой пластины в полузакрытый паз, при этом в клей в качестве наполнителя вводят дополнительно 12-15% нитевидных кристаллов нитрида кремния, а отпуск проводят в процессе отверждения клея при 220- 250°С.

Корпус и фиксатор изготовляют из безвольфрамовой стали карбидного класса М6ФЗ-П и перед повторным и многократным использованием корпуса проводят нагрев при 560-580°С в течение 1 ч.

Влияние каждого из факторов на достижение поставленной цели состоит в следующем.

В процессе вакуумной пайки с одновременной закалкой обеспечивается высокая твердость и прочность корпуса и фиксатора, исключающая изгиб и деформацию пластины в гнезде, вызывающую ее разрушение.

Проведение склеивания непосредственно после закалки на депассивированную в вакууме поверхность увеличивает адгезию и прочность клеевого соединения, что приводит к повышению надежности крепления.

Введение в заданном количестве в клей нитрида кремния в виде нитевидных кристаллов повышает прочность склеивания и стойкость против растрескивания при термо- циклировании и динамических нагрузках, возникающих при скоростном течении, при этом лучше согласуются коэффициенты линейного термического расширения керамики, содержащей также нитрид кремния.

Отверждение и отпуск при 220-250°С, проводимые после склеивания, создают в

Јь 00 4 Ј СП

зоне соединений пластины, корпуса и фиксатора сжимающие напряжения вследствие изменения удельного объема мартенсита и аустенита, образовавшихся при неполной вакуумной закалке, что дополнительно повышает прочность клеевого шва.

Применение безвольфрамовой стали карбидного класса позволяет иметь корпуса с высокой прочностью, повышенной вязкостью, теплостойкие при последующих нагревах для разрушения клеевого соединения и повторного использования державок, одновременно снижается стоимость инструмента.

В результате изготовления специальных резцов по предложенному способу повыша- ется износостойкость и длительность эксплуатации при резании прецизионных деталей из тугоплавких материалов, специальных конструкционных керамик типа БГП, АБН. Изобретение целесообразно применять при изготовлении мелких резцов на радиозаво- дах, в электротехнике, в приборостроении. В частности, становится возможным изготовление мелких расточных и седельных резцов малого, до ЮХЮ мм сечения, когда механическое крепление режущей керамики к корпусу невозможно, чисто клееное соединение не выдерживает достаточных нагрузок из-за малой площади склеивания, а паяный инструмент недостаточно стоек вследствие теплового влияния на керамику при пайке.

Пример 1. Резцы расточные для изготов- ления керамических камер-изоляторов из горячепрессованной керамики БГП по АДИ 238-86 изготовляли по предложенному способу. Корпуса из стали М6ФЗ-П с фрезерованным пазом под пластину нагревали в вакуумной печи СГВ-2.4/15 до 1080°С, одновременно ведя нагрев для закалки и пайку фиксатора над пазом. После охлаждения со скоростью 180°С/мин корпус и фиксатор имели твердость HRG 52-54, непосредственно после закалки в полузакрытый паз приклеивали режущие пластины из силинита Р. В клей ВК.-20 вводили 15% кристаллических волокон нитрида кремния, а после сушки при комнатной температуре отпуск вели при 220°С в течение 2 ч.

При этом были получены более высокие прочностные характеристики корпусов, клеевых соединений, повысилось время использования резцов и чистота обработки конструкционных деталей типа камер-изоляторов.

Пример 2. Подрезные резцы для чистовой обработки прецизионных деталей из молиб- денового сплава ЦМ-10 изготовляли по предложенному способу. Вначале изготовляли

корпуса резцов из порошковой стали 95Х ХЗМ 6ФЗ-П с формированием гнезда под пластину из силинита Р, имевшего плотность 3,9 г/см3, твердость ,5. Перед приклеиванием режущей пластины проводили пайку фиксатора из этой же стали с нагревом в вакууме до 1000°С, форсированное охлаждение обеспечивало закалку корпуса державки на прочность 2900-3000 МПа, такую же прочность имел фиксатор.

Крепление пластин в полузакрытый паз осуществляли клеевой композицией ВК-42И с введением в состав 15% нитевидных кристаллов нитрида кремния. При этом обеспечивалась высокая жидкотекучесть пастообразного клея и высокая адгезия к материалу корпуса и к керамической пластине.

Снижение количества наполнителя менее 15% уменьшало прочность клеевого соединения, а увеличение выше этого предела снижало заполняемость зазоров.

После проведения отпуска при 250°С с одновременным отверждением клея прово дили алмазную доводку режущих кромок. Замена режущих пластин осуществлялась после прогрева резцов при 580°С в течение 1 -1,5 ч путем приклеивания новых режущих пластин в очищенный паз и фиксатор. Технология проста в осуществлении и осуществима на участках изготовления специнструмента.

Формула изобретения

1.Способ изготовления клеено-сборного инструмента с режущей частью из керамики преимущественно с пластинами из однослойного нитрида кремния, включающий вакуумную пайку фиксатора при 1000-1080°С с одновременной закалкой корпуса, изготовленного из стали карбидного класса, сборку и склеивание с применением из стойкого клея с наполнителем, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и надежности крепления, уменьшения усадочного растрескивания клеевого шва при сохранении многоразовости использования корпуса- державки, склеивание проводят непосредственно после вакуумной пайки и закалки с установкой в полузакрытый паз, при этом в клей в качестве наполнителя дополнительно вводят 15% нитевидных кристаллов нитрида кремния, а отпуск проводят в процессе отверждения клея при 220-250°С.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения трудоемкости изготовления, нагрев резцов перед повторным приклеиванием пластин проводят при 560- 580°С в течение 1 ч.

Изобретение относится к области изготовления режущего инструмента. Цель изобретения - повышение прочности и надежности крепления пластины за счет увеличения площади склеивания. Склеивание проводят непосредственно после вакуумной пайки фиксатора и закалки с установкой пластины в полузакрытый паз. В клей в качестве наполнителя вводят дополнительно 12-15% нитевидных кристаллов нитрида кремния, а отпуск проводят в процессе отверждения клея при 220-250°С. 1 з.п.ф-лы.