Способ упрочнения режущего инструмента Советский патент 1980 года по МПК C23C9/06 C21D9/22 

Изобретение относится к области машиностройния и может использоваться при упрочнении режущего инструмента, например, сверл. В современном машиностроении наиболее широко применяемым материалом для изготовления режущего инструмента, в том числе сверл, является сталь Р6М5. Известны способы упрочнения режущи.х инструментов, заключающиеся в гальваническом хромировании, электроупрочнении, диффузионным I борировании ( токами высокой частоты, а также в замене быстрорежущих сталей на режущи.х кромках дорогостоящими твердосплавными материалами, в изменении профиля заточки сверл и т. д. Щ. Однако такие способы упрочнения режущих инструментов не. всегда оказываются экономически выгодными, так как связаны с применением дорогостоящих твердосплавных пластинок, либо со значительными затратами на новое специальное обооудование. Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ упрочнения сверл, состоящий в химикотермической обработке-цементадии с использованием в качестве карбюризатора органическах высокомолекулярных соединений l2. Обрабатываемые детали помещают в герметичный контейнер, заполненный мелкодисперсным порошком полимера и вьщерживают при 25О-ЗОО°С в течении 1,5-2 ч. В результате может быть получен насыщенный углеродом слой до 1% С с глубиной 1 мм. Однако этот способ не позволяет получить инструмент с высокой износостойкостью. Это обусловлено тем, что в результате заточек, которым подвергаются сверла после химико-термической обработки, происходит обезуглероживание режущих кромок и отпуск затачиваемых поверхностей, что приводит к снижению твердости. Цель изобретения - повышение износостойкости режущих инструментов.

Для этого предложен Способ, включаю- ий нагрев и диффузионное насыщение в олимеросод.ержащей среде, при этом нарев осуществляют путем обработки резаием, а насьццение осуществляют путем одачи полимерсодержащей среды в зону езания.

, В качестве полимерсодержащей среды используют 10%-ную суспензию полиэтилена низкого давления (ГОСТ 1633870) в 5%-ной водной эмульсии эмульсиола ЭТ-2.

Обработка резанием в полимерсодер- жашей среде осуществляется при ужесточении режимов резания на 20-ЗО% в течение 2-3 мин.

Ужесточение режимов обработки по сравнению с обычно принятой технологией требуется для создания в зоне обработки необходимых энергетических условий, обеспечивающих, с одной стороны, эффективную термомоханодеструкцию полимерного компонента среды до образования активного атомарного углерода, а,-с другой , - высокую темперауру и ингредиент механических напряжений на режущих кромках инструмента, При сверлении в полимерсодержащей среде происходит науглероживание инсрумента, так как высокая локальная емпература в зоне резания способствует деструкции полимера, содержащегося в среде, с последующим образованием активного углерода, что значительно ускоряет его диффузию в инструмент (содержание углерода в процессе такой обработки в полимерсодержащей среде увеличивается на О,4-0,5%). Высокая концентрация активного углерода в зоне резания и наличие ювенильных (свободных от окислов) поверхностей способствует также дополнительному образованию мелкодисперсных карбидов типа Fe,,W3C.

Пример:, Проводили сравнительные испытания по определению износостойкости сверл марки Р6М5, диаметром 25 мм при сверлении стали 4ОХ. Сравнивали две партии сверл (по Ю штук в партии) со строго идентичной геометрией режущей части. Первая партия упрочнялась по известному способу (предварительную химико-термическую обработку сверл осуществляли в герметичном контейнере с использованием в качестве карбюризатора мелкодисперсного порощка полиэтидека в течение 1,5ч при температуре ЗОО С); вторая - перед

проведением сравнительных испытаний на износостойкость эксплуатировалась в 10%-пой суспензии пол 1этиляна низкого давления в 5/о-ной водной эмульсии

эмульсола ЭТ-2 в течение 2-3 мин при следующих режимах: скорость 39,2 м/мин, подача 0,28 мм/об, глубина сверления .lOd мм.

Сравнительные испытания проводились

с использованием в качестве смазочно- охлаждающей жидкости 5%-ной водной эмульсии эмульсола ЭТ-2. Режим сверления: скорость 27,9 м/мин, подача О,28 мм/об, глубина сверления 10О мм.

Стойкость инструмента фиксировалась по достижении износа задней поверхности, равного 1,0 мм.

В результате проведенных испытаний получено: стойкость сверл Р6М5 диаметром 25 мм, упрочненных по известному способу, составила 2О-22 мин, что соответствует технологическим данным по стойкости сверл при сверлении стали 4ОХ сверлами диаметром 25-ЗО мм,, а сверла, упрочненные по предлагаемому способу, достигали указанного износа, через 1ОО-120 мин. В среднем по партии из 10 сверл упрочненные по предлагаемому способу сверла обладают

стойкостью в 5-6 раз больще.

П р. и м е р 2. Проводились аналогичные испытания по определению износостойкости сверл марки Р6М5 диаметром 1О мм при сверлении стали 45.

Сверла, упрочненные по предлагаемому способу, показали стойкость в 4-6 раз выше.

Предлагаемый способ упрочнения режущих инструментов обеспечит возможность повышения стойкости сверл из инструментальной стали Р8М5 при эксплуатации в 5-6 раз, что в целом обеспечит производительность труда за счет экономии рабочего времени на смену и заточку сверл; позволит проводить упрочнение инструмента непосредственно на рабочем месте, без дополнительного оборудования; кроме того, достигается экономия дорогостоящих инструментальных сталей, идущих на приготовление режущих инструментов.

Формула изобретения

1. Способ упрочнения режущего инструмента, включающий нагрев и диффузионное насыщение в полимерсодержащей ере- 5 722 де, отличающийся тем, что, с цепью повышения износостойкости инструмента, ого иагров осуществляют путем резания стали, п Ешсьпцение осуществляют путем подачи полиморсодержащей среды в зону резания. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что в качестве полимерсодержащей среды используют Ю о-ную 96 суспензию полизтяленл низкого даппения в 5%-ной водной эмульсии эмульсола. Источники ипформации, принятые во внимание при экспертизе Вульф А. М. Резание металла , М.,Мащиностроение, 1973, с. 44-46. 2. Авторское свидетельство СССР № 33856О, С 23 С 9/06, 197О (прототип).