Способ обработки быстрорежущей стали Советский патент 1980 года по МПК C21D9/22 C21D1/78 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно стапкоинструментального, и может быть исполь зовано при изготовлении деталей из быстро- зежушей стали, работающей в условиях усталостного нагружения. Известен способ термической обработк инструмента из быстрорежущей стали, включающий закалку на зерно 1О-11 бал ла и последующий трехкратный отпуск при 540-570°С Ш. Данный способ обработки не позволяет повысить усталостную прочность инструмента без уменьшения его твердости и износостойкости, а следовательно, без уменьи ения нагрузок, действующих на инструмент в процессе, эксплуатации. Целью изобретоШ1Я является повышение усталостной прочности быстрорежущей стали. . Поставленная цель дости1-ается тем, что Б изпегтном способе термической об- рпботкп Оыстророжуиюй стали, Е ключаюше закалку и отпуск, перед закалкой проводят холодную ги qэoэкcтpyзию со степенью деформации 10-15%, при этом отпуск обычно проводят при 57О-58О°С. Холодная гидроэкструзияисходной катаной заготовки со степенью деформации Ю-15% создает более равновесную исходную структуру металла. После извест ной закалки на зерно 10-11 балла мартенсит в этом случае получается более однородным по составу и центры кристаллизации вторичных карбидов отпуска более равномерно распределяются по структуТрехкратный отпуск при 57О-580 С обеспечивает большую пластичность мартенсита Ьтпуска и в структуре стали полностью отсутствует остаточный аустенит. С /ругой стороны, значительнск увеличение количества центров кристаллизации карбидов отпуска и увеличение ошюродности мартенсита закалки обеспечивпот дисперсность карбидных вьгдслеггин при температуре отпуска 570-5SO c: при степени гицроэкструзии не вьпие 15 %, Таким образом, высокая твердость стпли сохраняется одновременно с увеличением пластичности мартенсита отпуска, что приводит к увеличению ее усталостной прочности. Пример. Проводят обработку образцов, изготовленных из стали Р6М5 Исходные катаные заготовки диаметром 40-50 мм подвергают холодной .гидроэкструзии со степенью деформации 10-35%, затем после стабилизирующего отжига при в течение 2 ч стандартной закалке при 1210+1О С на ауСтенитное зерно 10-11 балла. Отпуск для вторичного твердения стали проводят при 540, 560, 580 и 6ОО°С для степени деформации О, 13, 25 и 35%. Усталостную прочность стали в зависимости от температуры отпуска и степени деформации при гидроэкструзии определяют в лабораторных условиях пр циклическом нагружении с амплитудой +30 + - 240 кг/мм . Усталостную проч ность оценивают по количеству циклов до разрушения образца. Определение уоталостной прочности проводят на универсальной испытательной машине Инст рон при мягком нагружении образца с частотой циклов О,5 Гц, При выборе формы и размера образца, для определения; усталостной прочности исходят из следующих требований обеспечение однородности напряженного состояния на расчетной длине; исключение общей и местной п оТери устойчивос ти при циклическом нагружении;локали- зация зоны усталости. При выборе ам., плитуды и частоты циклической нагрузк исходят из требования обеспечить при лабораторных испытаниях моделирование условий ийгружеиия реального штампо вого инструмента в тяжелонагруженных схемах холодного выдавливания. ; 54 Наилучшие показатели усталостной прочности (число циклов не моиее 100ОО) получены при температуре отпуска 570580 С и степени деформации 10-15%. При температурах отпуска и степенях деформации при гидроэкструзии, выходящих за указанные пределы , усталостная прочность значительно ниже. Максимальная величина усталостной прочности для этой стали (№ 13496) получена при степени деформации 13% и температуреотпуска , а твердость при этом , не ниже 61-63HRC . Результаты лабораторных испытаний находятся в соответствии с результатами натурных испытаний инструмента. Так, стойкость пуансонов из стали при холодном выдавливании детали корпус подшипника после гидроэкструзии катаной заготовки со степенью деформации 13% и отпуска при составляет в среднем 14000 штамповок (стойкость катаной стали, обработанной известным способом, в среднем 7000 штамповок ). Формула изобретения 1.Способ обработки быстрорежущей стали, включающий закалку и отпуск, отличающийся тем,, что, с целью повышения усталостной прочности, перед закалкой проводят холодную гидроэкструзию со степенью деформации 10-15%. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что отпуск проводят при 57О-580°С. Источники информации, принятые вр втшмание при экспертизе 1. Геллер Ю. А, Инструментальные стали. М., Металлургия, 1975, с. 37б.