Способ изготовления биметаллического режущего инструмента Советский патент 1990 года по МПК B22D19/06 

Изобретение относится к изготовлению инструментов, в частности к изготовлению составного твердосплавного инструмента методом литья, и может быть использовано при производстве металлорежущего горнорудного инструмента и армированных отливок, f Цель изобретения - повышение качества инструмента.

Способ осуществляют следующим образом.

Окисную пленку на твердосплавной пластинке разрушают механическим путем. Затем пластинку окантовывают припоем и ставят в литейную форму. Начинают предварительный нагрев ее в восстановительной среде, образован ной из продуктов сгорания топлива сначала до )40--67П°С в течение 3540 мин, а затем скоростной нагрев до 700-780°С в течение 15-20 мин. После прекращения нагрева пластины предварительно расплавленный в индукционной печи металла (чугун или сталь) при 1400-1600°С заливают в литейную форму.

Через 6-45 с после окончания заливки осуществляют виброуплотнение, которое обеспечивает повышенную плотность соединения режущей пластины с залитым металлом, улучшение качества спая с глубоким проникновением припоя в основной метала, более полный слив металла из литников при выдерну- ньгх пробках, что уменьшает объем металлообработки после литья, а также проводят ННТ НШВНОР охлаждение формы воздушными струями.

2

Од

1C

о ел

Регулирование восстановительной среды, образованной из продуктов сгорания той же газовой смеси, исключает окисление поверхности пластин и уменьшает энергозатраты на осуществление способа„

Пример 1, При получении литых резцов с вкладышами из высокопрочного чугуна, армированных вольфрамокарбид- ными твердыми сплавами, в качестве припоя использовали сплавы на медно- никеле вой о с но в е

Окантованные припоем пластины помещали в форму, где осуществлялся их предварительный плавный нагрев без перемещений в регулируемой восстановительной среде, образованной из продуктов сгорания той же газовой смеси сначала плавно до 540°С при коэффициенте расхода воздуха 0,7 в точение 35 мин, затем скоростной нагрев до 700°С при коэффициенте расхода воздуха 1,01-1,06 в течение 15 мин, при этом пламя омывало форму с пластинамис

После этого формы заполняли расплавом высокопрочного чугуна без каких-либо перемещений формы, при этом твердосплавные пластины служили местными внутренними тепловыми отводами, улучшающими качество отливки с дополнительным легированием ее на стыке, припой расплавлялся, а на границе спая с удалением газов образовывался вакуум, который при виброуплотнеии в момент образования двухфазной зоны, состоящей из затвердевших кристаллов и жидкого металла, способствовал образованию сверхплотного спая с глу- боким проникновением припоя в основ- 1ной металл по капиллярам 0

П р и м е р 2. При получении литых резцов из высокопрочного чугуна, арми рованных вольфрамокарбидными твердыми сплавами, в качестве припоя использовали также сплавы на медно-никелевой основе. Окантованные припоем пластины Помещали в форму, где осуществлялся Их предварительный плавный нагрев без перемещений в регулируемой восста новительной среде, образованной из продуктов сгорания той же газовой смеси сначала плавно до 605°С при коэффициенте расхода воздуха 0,7 в тече яие 37 мин, затем скоростной нагрев до температуры 740°С при коэффициенте расхода воздуха 1,05 в течение 17 мин, при этом пламя омывало форму С пластинами,

5

0

5

0

5

0

5

0

5

После этого формы заполняли расплавом высокопрочного чугуна без каких-либо перемещений формы, при этом твердосплавные пластины служили местными внутренними тепловыми отводами, улучшающими качество отливки с дополнительным легированием ее на стыке, припой расплавлялся, а на границе спая с удалением газов образовывался вакуум, который при виброуплотнении в момент образования двухфазной зоны, состоящей из затвердевших кристаллов и жидкого металла, способствовал образованию сверхплотного спая с глубоким проникновением припоя в основной металл по капиллярам.

Приме рЗ. При получении литых резцов из высокопрочного чугуна, армированных вольфрамокарбидными твердыми сплавами, в качестве припоя использовали также сплавы на медно-никелевой основе. Окантованные припоем пластины помещали в форму, где осуществлялся их предварительный плавный нагрев без перемещений в регулируемой восстановительной среде, образованной из продуктов сгорания той же газовой смеси сначала плавно до 670°С при коэффициенте расхода воздуха 0,7 в течение 40 мин, затем скоростной нагрев до 780°С при коэффициенте расхода воздуха ,06 в течение 20 мин, при этом пламя омывало форму с пластинами.

После этого формы заполнили расплавом высокопрочного чугуна без каких-либо перемещений формы, при этом тведосплавные пластины служили местными внутренними тепловыми отводами, улучшающими качество отливки с дополнительным легированием ее на стыке, припой расплавлялся, а на границе спая с удалением газов образовывался вакуум, который при виброуплотнении в момент образования двухфазной зоны, состоящей из затвердевших кристаллов и жидкого металла, способствовал образованию сверхплотного спая с глубоким проникновением припоя в основной металл по капиллярам,

П р и м е р 4. При получении литых резцов из высокопрочного чугуна, армированных вольфрамокарбидными твердыми сплавами, в качестве припоя использовали также сплавы па медно-ни- келевой основе. Окантованные припоем пластины помещали в форму, где осуществлялся их предварительный плавный нагрев без перемещений в регулируемой восстановительной среде, образованной из продуктов сгорания той же ,, газовой смеси сначала плавно до 520°С при коэффициенте расхода воздуха 0,7 в течение 45 мин, затем скоростной нагрев до 680°С при коэффициенте расхода воздуха 0,8 в течение 25 мин, при этом пламя омывало форму с пластинами.

После этого формы заполнили распла вом высокопрочного чугуна без каких- либо перемещений формы. Это привело к увеличению продолжительности про- цесса и резкому снижению качества изделий.

П р и м е р 5, При получении литых резцов из высокопрочного чугуна, армированных вольфрамокарбидными твердыми сплавами, в качестве припоя использовали также сплавы на медно- никелевой основе. Окантованные припоем пластины помещали в форму, где осуществлялся их предварительный плавный нагрев без перемещений в регулируемой восстановительной среде, образованной из продуктов сгорания той же газовой смеси сначала плавно до 700 С при коэффициенте расхода воздуха 0,7 в течение 30 мин, затем скоростной нагрев до 800°С при коэффициенте расхода воздуха 1,06 в течение 12,0 мин,при этом пламя омывало форму с пластинами.

После этого формы заполнили расплавом высокопрочного чугуна без каких-либо перемещений формы. Качество

462056

инструмента по сравнению с примерами 1-3 ухудшилось, возросли энергозатраты.

Использование предлагаемого способа обеспечивает исключение окисления поверхностей пластин, повышение плотности соединения режущей пластины с заливаемым металлом, улучшение качества спая с глубоким проникновением припоя в основной металл, уменьшение металлообработки после литья, уменьшение энергозатрат.

5 Формула изобретения

Способ изготовления биметаллического режущего инструмента, включающий очистку поверхности твердосплав-

0 ной пластины от окислов, нанесение на нее защитного покрытия и припоя, установку упомянутой пластины в литейную бюрму, нагрев ее с литейной формой в восстановительной атмосфере,

5 заливку литейной формы расплавом, охлаждение и извлечение отливки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества инструмента, нагрев ведут двухстадийно, на

0 первой стадии - до 540-670°С в течение 35-40 мин, а на второй - до 700- 780°С в течение 15-20 мин, причем на второй стадии нагрев ведут в атмосфере продуктов горения топлива с коэф35 фициентом расхода воздуха 1,01-1,06, охлаждение осуществляют воздухом, а через 6-45 с после окончания заливки литейную форму дополнительно подвергают вибрационной обработке.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии получения армированного и биметаллического инструмента. Цель изобретения - повышение качества инструмента. Цель достигается ступенчатым нагревом твердосплавной заготовки вместе с литейной формой до 540...670°С в течение 35...40 мин, и далее - до 700-780°С в течение 15...20 мин, причем на последней ступени нагрев ведут в атмосфере продуктов горения топлива с коэффициентом расхода воздуха 1,01...1,06, а через 6...45 с после окончания заливки литейной формы расплавом осуществляют ее вибрирование с одновременным охлаждением воздушными струями. Реализация изобретения позволяет дополнительно экономить энергозатраты и повысить долговечность инструмента.