Способ обработки инструмента из быстрорежущих сталей Советский патент 1980 года по МПК C21D9/22 C21D1/78 

кость после такой обработки остается по-прежнему весьма низкой и составляет а 0,2 - 0,4 кгсм/см, а проч ность при изгибе е.м- 160 - 17 5 кгс/мм. Кроме того, нитроцементация окончательно обработанного инструмента вследствие образования окисной пленки и развития диффузии по границам зерен приводит к снижению чистоты режущих граней на 1-2 класса и, соответственно, к снижению чистоты .обрабатываемых поверхностей, особенно на высокопрочньк сталях ЗОХГСА, 38ХС, 40ХНМА и др. с кгс/гт Дополнительная же доводка по всем режущим граням после нитроцементации с целью получения высокой чистоты при сохранении повышенной износостойкости невозможна из-за незначительной глубины получаемых слоев 0,02-0,07 мм. Причем при таких глубинах слоя имеется резкий переход от слоя к сердцевине,что усугубляет выкрашивание режущих кромок , .

Целью настоящего изобретений является повышение прочности, снижение хрупкости и повышение чистоты режущих граней инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в :известном способе обработки инструмента, включающем закалку, отпуск, механическую обработку, нитроцементацию при 550-580С и дополнительный отпуск, -дополнительный отпуск проводят при 500-560 с в вакууме .с последуюидей механической обработкой по режущим граням на глубину 0,02-0,03 мм. При этом нитроцементацию ведут в течение 6-8 ч.

Длительная нитроцементация обеспечивает получение слоев толщиной 0,12-0,30 мм с постепенно убывающим содержанием углерода и особенно азота в подслое. Так, содержание карбонитридов в слое достигает, например для сталей Р6М5К5, Р8, РВМЗКб 32-34 вес,%, что повышает износостойкость. Отпуск при температурах 500-560°С в вакууме (2-10 - 6-10 м рт.ст) позволяет снять напряжение в переходной зоне и слое и одновременно максимально удалить из этих зон водород, устранив тем самым причины повышенной хрупкости слоя. Получение глубокого слоя позволяет путем последующей тонкой доводки на глубину 0,02-0,03 мм устранить наиболее хрупкую поверхностную часть слоя, представляющую из себя зону пограничной диффузии и тем самым повысить прочность и ударную вязкость без Снижения износостой- кости. При этом на 1-2 класса также повышается чистота режущих граней, Это связано с высокой твердостью металлической матрицы и мельчайших карбонитридов, расположенных в ней, и высоким содержанием углерода и

азота в твердом растворе и в мельчайших карбонитридах (% С - 2,88 3,27, % N - 1,02 - 1,17). в результате длительного насыщения, V Способ был апробовав при изгог товлении различного инструмента из Р6М5, рбМ5К5, Р9К5, Р18,Р9М4К8М для обработки деталей из конструкционных высокопрочных и нержавеющих мартенситных и мартенситостареющих

сталей. Нагрев для закалки проводится в соляной ванне СВС-60 (95 % BaCgj. + 5 % MgPj,) , а отпуск в ванне С-50, содержащей 78 % СаСВг +22 % Nace, Последующую заточку осуществляют алмазными кру5 гами, а окончательную доводку с использованием чугунного притира из СЧ-18-36 и алмазной пасты АСМ 2/1 ПСМ,- Нитроцементацию проводят в печах Ц-25, Ц-60 в продуктах

0 пирозила триэтаноламина с активизирующими добавками при расходах 110-130 , а дополнительный отпуск - в вакуумных печах типа Ш-10, Ш-20 и РНО-4П.

5Пример 1. Обрабатывают

развертки f 32А} из стали Р6М5 для развертки классных отверстий в стали ЗОХГСА. После закалки от 1225С в течение 130 с и отпуска Зр.хБбОх ч

.. развертки имели твердость HRC 64,5, Последующую заточку осуществляют с обеспечением следующей геометрии зуба: передний угол - О, задний угол - 8°, ленточка -0,2 мм, забор- ный конус имеет ступенчатую заточку, чистота передней и задней грани составляла V 8 - у9. После заточки проводят нитроцементацию при 560°С в течение 6 ч, а затем отпуск при . 550с, 70 мин в вакууме 4-10 мм

0 рт.ст. На поверхности образовался слой глубиной 0,12 мм с.микротвердостью Н„ 996 - 1020 кгс/мм при этом в слое 0,03-0,04 мм содержание углерода и азота составляет соот5 ветственно 1,13% и 0,56% с постепенным их снижением до исходного в слое 0,18 мм. После.нитроцементации и отпуска развертки подвергают доводке со- снятием слоя глубиной

Q 0,02 мм. При этом прочность при изгибе повысилась на 40-45%, ударная вязкость - в 1,5 г- 1,6 раза с одновременным повышением чистоты режущих граней на 2 класса. Чистота обработанных отверстий в стали

ЗОХГСА c6gj, 140 кгс/мм возросла на 1 класс, а количество деталей, обработанных без выкрашивания кромок увеличилось с 97 до 169 шт.

Пример 2, Обрабатывают ноО жи вставные к сборным фрезам 0180 мм из стали Р9М4К8. После закалки от 1225°С, 100 с и отпуска Зр,х560х1ч ножи имеют твердость HRC 66,0, Затем проводят заточку на заданную геометрию с получением чистоты граней v8. Нитроцементацию проводят при 570°С в течение 7 ч. Глубина полученного, слоя составила 0,23 мм. Дополнительный отпуск проводят при , 90 мин в вакууме 4 10мм рт ст. Доводку после обработки осущест ляют по передней и задней граням на глубину 0,025 мм с получением чистоты граней S711. В сравнении с обрабо кой ножей по известному способу при равном содержании углерода и азота в слое 0,05 мм от поверхности ударна вязкость возросла в. 2,0-2,1 раза,, прочность при изгибе - на 30 - 4.0%, устранено выкрашивание режущих кромок. Пример 3. Обрабатывают фрез концевые из стали Р6М5К5 24 мм для обработки деталей из стали 1Х17Н2. После закалки от 1220 С и отпуска Зр.хБбО Сх1 ч фрезы имеют твердость HRC . 65,5.После заточки на заданную геометрию осуществляют нйтро.цементацию при 580°С в течение 8 ч с получением слоя глубиной 0,30 мм. Затем проводят отпуск при , 60 мин в вакууме 2 мм рт.ст. и окончательную доводку по передней и задней гран.ям со снятием слоя глубиной 0,03 мм. В результате обработки по сравнению с известным способом ударная вязкость повысилась в 2-2,3 раза, а прочность при изгибе на 30-35%, одновременно возросла чистота режущих граней на 2 класса, В целом износостойкость инструмента возросла в 3,3 раза при обработке деталей из ст. 1Х17Н2, Использование предлагаемого способа обеспечивает в сравнении с известными повьлиение износостойкости инструмента в 1,4- 3,3 раза, практи чески исключает случаи выкрашивания и презедевременного разрушения инструмента за счет повышения ударной вязкости в 1,6- 2,1 раза и прочности при изгибе на 30.- 45%, что в целом сокращает на 35- 40% потребное количество инструмента для обработки одной и той же партии деталей. Кроме-того,при обработке предлагаекым способом повышается чистота поверхкостей режущих граней на 2-3 класса, что влечет за собой повышение на 1-2 класса чистоты обрабатываеких поверхностей и стабильности размеров деталей, обработанных одним инструментом. Формула изобретения 1. Способ обработки инструмента из быстрорежущих сталей, включающий закалку, отпуск, механическую обработку, Нитроцементацию.при 550-580°С и дополнительный отпуск, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости. инструменаа, дополнительный отпуск проводят при 500 - 560°С в вакууме, после чего производят механическую обработку по режущим граням на глубину 0,02 - 0,03 мм. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что Нитроцементацию ведут в течение 6-8 ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Геллер Ю.А. Инструментальные тали. М., 1975, с. 493-503. 2.Лахтин Ю.М. и др. Азотирование тали. М., 1976, с. 203, 235.