Способ изготовления составного инструмента Советский патент 1978 года по МПК B23K31/04 

Изобретение относится к пайке, в частности к способа.м пайки составного быстрорежуHiero инструмента.

Известен способ изготовления составного инстру.мента, по которо.му нагрев под зака.1ку режущих, элементов из быстрорежущей стали совмещают с найкой. причем пайку приводят при температуре, близкой к темнературе закалки,, применяемой быстрорежущей стали 1. Отпуск для нридания быстрорежущей стали требуемы.х режущн.к свойств производят после пайки инструмента.

Однако использование большого ассоргимента быстрорежуши.х сталей, суп1ествепно отличающи.хся но температуре закалки, затрудняет совмеп1.ение нагрева режупш.х /leNieiiTOB для найки и нагрева для и.х закалки.

Для проведения после закалки паяного инструмента отпуска (еобходимо повышепне расхода электроэнергии и нроизводственной площади, поскольку отпуску подвергается инструмент целиком, а не отдельные режупгие элементы. В паяны.х соединениях быстрорежущей и конструкционной сталей возникают значительные остаточные нанряжения, которые приводят к снижению эксплуатационных свойств инструмента.Получение требуемой твердости (HRC-45- 50) и точности корпуса инстру ;ента из обычно пр11ме 1яемых конструкционных ста,1ей. например марки 45, невозможно, а температуры закалки и отнуека, необходимые для по,1учения требуемых свойств режунгих элементов из быстрорежущих сга,, Г10зволя1от достичь твердость лищь в пределах HRC 2л 28.

Известен способ нзго1ов.1е:н1я составно1Ч) инструмента с режупщми элементами из быстрорежуилей ста.чи, но когорому производят полную термическую обработкх корнхса ииструмепта и режун|нх э.лементоп. сборку и. найку с ,1окалы1ым нагревом зоны соединения 2.

В процессе работы инсгр мепта режуп1ие эле.менты нз быстрорежупаей сга.ди Haipeeaютея до 400-500С. Пая1п,1е соединения нрн этих тe mepaтypax до,1жны (,1бладать вькчжой прочностью (не менее 5 --8 кгс/мм- при срезе). Однако нзвестные прнпон, имеющие температуру пайки ниже температуры отпуска быстрорежущей стали, не удовлетворяют этому условию, а использование более высокотемпературных припоев .может привести к снижению твердости режущих элeмe ггoв..

Целью изобретения является уве,1нчеРП1е прочности наяных соединени при rioBbiHieinioii

температуре с сохранением твердости- и стойкости режущих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что используют припой с температурой пайки на 30--60°С выше оптимальной температуры отпуска быстрорежущей стали, а нагрев зоны соединения до температуры пайки производят в течение 30-60 сек.

Нагрев может быть ипдукционным или газовым. При этом корпус инструмента нагревают только в зоне пайки, а режущие элементы - полностью.

Экспериментально установлено, что при нагреве быстрорежущих сталей нор.мальной производительности до 600°С, а сталей повышенной производительности до 640°С в течение 60 сек изменений в их твердости и режущих свойствах не происходит.

Однако при увеличении времени нахождения сталей при температуре нагрева режущие свойства могут существенно меняться. Так, увеличение времени пайки стали марки Р14Ф4 при температуре 620°С с 60 сек до 3-5 мин приводит к снижению стойкости режущего инструмента на 30-40%.

Для изготовления многолезвийного инструмента, согласно предлагаемому способу, корпус инструмента подвергают термической обработке по режиму термообработки материала корпуса инструмента (например, корпус червячной фрезы из стали 13ХГ1 перед пайкой подвергают пе.ментации, закалке и отпуску для получения твердости HRC 50). Режущие пластинки (зубья) из быстрорежущей стали закаливают и отпускают по оптима/ьному режиму для дaflнoй стали.

Зате.м тер.мически обработанные зубья устанавливают в пазы термически обработанного корпуса инструмента, фиксируют их положение и производят пайку зубьев с корпусом при температуре, превын1аюп1ей опти.мальную температуру отпуска быстрорежущей стали не более чем на 50-бО С.

При использовании для режущих элементов быстрорежущих сталей нормальной производительности, имеющих температуру отпуска 540- 560°С, температура пайки должна бытьв пределах 600-620°С; для сталей повьнпенной производительности с оптимальной температурой отпуска 560-580°С допускается температура пайки до 640°С.

Предлагаемым способом были изготовлены червячные фрезы (модуль m 16).

Пластины (зубья) из стали Р9М4К8 быЛи закалены от температуры 1225°С и отпупдеяы

3 раза по 1 часу. Твердость HRC пластин термической обработки составляла 64-66.

Корпус фрезы изготовлен из стали 18X11. После цементапии, закалки и отпуска твердость HRC корпуса составляла 45-50.

Пайка зубьев проводилась припое.м .марки Пср40 с применением флюса ираукциоипым нагревом на установке ТВЧ модели ЛПЗ-- 67.

Температура пайки пластинок , время пайки каждой пластинки 40-45 сек.

После пайки твердость режугпих пластин не изменилась (ПКС 64-6{)), прочность паяного соединения нри срезе составляла 23- 25 кгс/мм.

Испытание фрез проводили при черновой обработке пЬ режи.мам: п 25 об/.мин, V 21 мин/мин, 3,2 мм/об, t 30 м.м и при чистовой обработке по режиму: п 25 - 50 об/мин, V 21 -40 M/MMIJ, S 0,7-4,2 мм/об, t 0,5-4 мм Случаев отрыва пластин из стали Р9М4К8 не наблюдалось.

Способ позволяет сохранить высокую твердость режущей части инструмента и прочность паяного соединения, а следовательно, стойкость инструмента.

Формула изобретения

Способ изготовления составного инстру.мепта с режущими эле.ментами из быстрорежун1ей стали, преимун ественно червячных фрез, нри котором производят Г1о;1ную терлн1ческую обработку корпуса, инструмента и режущих элементов, сборку деталей с припоем и последующую пайку с локальным нагревом .зоны соединения, отличающийся тем, чго, с целью увеличения прочности паяных соединений при гювыщенной те.мпературе с сохранением твердсости и стойк(сти режущих элeмefггoв. берут припой с температурой пайки на 30--60 С выше опти.мальной температуры отпуска быстрорежущей стали, а нагрев зоны coeдинetlия до температуры паГи1И нроизвочят в течерп1е 3060 сек.

Источники инфор.мации. принятые во внимание при экспертизе:

1.Головачев В. Н., Комаров Н. Высокопрочные биметаллические соединения, М., Машиностроение, 1974 г.

2.Руководство по пайке .металлов, Оборонгиз, М., 1960, с. 125.