Способ изготовления режущего инструмента Советский патент 1981 года по МПК C21D9/22 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к металлбобработке и может быть использовано в машиностроении, преимущественно в инструментальном производстве. Известны способы изготовления концевого режущего инструмента типа метчиков, зенкеров, разверток, фрез, включающие сварку режущей части из инструментального материала с хвостовиком из конструкционной стали, отжиг, последующие закалку, отпуск дисперсионного твердения и механическую обработку режущего инструмента 1. . Сварной щов в месте соединения инструментального материала и конструкционной стали после охлаждения заготовок до комнатной температуры приобретает твердость HRC 62-64 ед. Высокая твердость зоны сварного шва обусловлена закалкой на мартенсит поверхностных слоев режущей части инструмента из инструментального материала при охлаждении. Микроструктура закаленной стали является неудовлетворител.ьной для окончательной термообработки закалки « отпуска дисперсионного твердения, так как повторная закалка закаленной стали не только не обеспечивает требуемой прочности соединения, но и приводит к трещинообразованию. С целью предотвращения трещинообразования в процессе закалки сварные заготовки подвергают отжигу, продолжительность которого составляет 14- 36 ч. В результате в сварном шве формируется ферритная прослойка толщиной 200- 250 мкм из-за диффузии углерода конструкционной стали в вольфрамосодержащий инструментальный материал. Сварные соединения после отжига, имея значительную ферритную прослойку, обладают пониженной прочностью. Эта низкая прочность щва обусловлена низкой прочностью феррита и тем, что ферритная прослойка является концентратором напряжений, приводящая к хрупкому разрущению закаленного инструмента. Известен способ получения сварного режущего инструмента, включающий сварку, релаксационный отпуск, нагрев под закал; ку, закалку путем помещения сварного щва в зону предварительного и окончательного нагрева и отпуск. Данный способ позволяет повысить прочностные и режущие свойства

инструмента за счет ликвидации отжига заготовок после сварки и сократить трудоемкость термической обработки 2.

Цель изобретения - сокращение длительности процесса при сохранении свойств.

Поставленная цель достигается тем, что Б способе получения режущего инструмента, включающем сварку, нагрев под закалку, подстуживание до температуры относительной устойчивости аустенита, изотермическую выдержку, охлаждение и отпуск, подстуживание производят со скоростью 10-50°С/с а сварку производят после изотермической выдержки.

Выполнение операций в такой последовательности предотвращает образование феррйтнОй прослойки в сварном соединении и обеспечивает высокую твердость (62- 68 ед HRC) режущей части после трехкратного отпуска дисперсионного твердения. Это объясняется тем, что при ускоренном охлаждении высоколегированного аустенита со скоростью Vox. 10-50°С/с до температуры выще М , но ниже .(Мн + 400) °С выделения легирующих элементов W, Co/lo.V не происходит. Кроме того, превращение аустенита в мартенсит на стадии изотермической выдержки при MM - (Мц-Ь 400°)С не начинается. Мартенситное превращение происходит в процессе охлаждения заготовок после сварки.

Пример. Партию метчиков М16 обрабатывают в такбй последовательности: отрезка мерных заготовок, механическая обработка профильной режущей части (фрезеровка канавок, центрование, токарная обработка заборного конуса) из стали Р9К5 и хвостовика из стали 40Х (с припуском 0,5 мм на сторону), шлифование торцов под

сварку, аустенизация режущей части в бариевой ванне при 1230°С в течение 3 мин, охлаждение со скоростью 30°С/с и изотермическая выдержка в соляной ванне при 400°С, зачистка торца, диффузионная сварка на установке УДС-2 при температуре в зоне щва 1100°С, охлаждение в мащинном масле, трехкратный отпуск режущей части при 560°С с выдержкой 1 ч, закалка и отпуск хвостовика, шлифование хвостовика и заточка режущей части инструмента.

Металлографическими исследованиями выявлено, что изготовление инструмента в такой последовательности практически предотвращает образование ферритной прослойки.

При этом длительность изготовления инструмента сокращается в результате отсутствия релаксационного отпуска или отжига.

Формула изобретения

Способ изготовления режущего инструмента, включающий сварку, нагрев под закалку, подстуживание до температуры относительной устойчивости аустенита, изотермическую выдержку, охлаждение и отпуск, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса при сохранении свойств, подстуживание производят со скоростью 10-50°С/с, а сварку производят после изотермической выдержки. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 539085, кл. С 21 D 9/22, 1975.