Способ термомеханической обработки инструмента из быстрорежущей стали Советский патент 1982 года по МПК C21D9/22 C21D8/00 

Изобретение относится к производству инструмента, изготавливаем го из быстрорежущей стали, и может . быть использовано для осуществления формообразования методами пЛастиуёской деформации инструментов-из ли-Гых заготовок и сталей пониженной пл4с тичности. Все известные способы произвр ства режущего инструмента не включают в себя изготовление инструментов непосредственно из литых заготовок С; последующей их пластической деформацией. Это объясняется тем, что литая быстрорежущая сталь характеризу ется малой пластичностью. Известен способ производства литого инструмента, в частности литых спи ральных сверл из быстрорежущей стали оТлитых в оболочковой форме у. : Однако данный способ является трудоемким и не соответствует требованиям ГОСТ на прочностные и режущие свойства, так как не обеспечивает их стабильность. Известен способ термомвхаиической обработки быстрорежущей стали, используемый при изготрряении инструмента, например сверл с винтовыми стружечными канавками, обеспечивающий повышение и стабилизацию режущих и прочностных свойств инструмента. Способ включает закалку иаделий между двумя переходами пластимеской высоко- и низкотемпературной деформаций, производимой при темпврвтуре ниже порога рекристаллизации. Данный способ позволяет получать инструмент например витые сверлаI из заготовок катаной стали средней и повышенной, пластичности 2. Однако при изготовлении изделий, например витых сверл, из малопластичных или литых заготовок быстрорежущей стали из-за низкой пластичности литой малодеформированной стали происходит растрескивание спрофилированных заготовок при их завивке: .Целью изобретения является повышение качества обработки в результате снижения трещинообразования. Цель достигается тем, что согласно способу термомеханической обработ ки инструмента из быстрорежущей стали, преимущественно литого, включающий предварительную горячую пластическую деформацию, нагрев до температуры аустенизации, охлаждение до температуры максимальной устойчивости переохлажденного аустенита, окончательную пластическую деформацию, закалку и отпуск, нагрев производят до температуры на 80-100°С ниже температуры закалки, а после окончательной пластической деформации производят нагрев до температуры закалки. Введение нагрева заготовок на 80ТОО С ниже температуры закалки и изменение схемы термомеханической обработки, в частности витых сверл из литых заготовок, вызвано следующим, В процессе горячего последователь ного профилирования литЬй быстрорежу щей стали из-за высокого сопротивления литой структуры деформации в кристаллической решетке аустенита плотность дислокаций и других точеч.ных дефектов возрастает настолько, что резко увеличивается сопротивление стали деформации и снижается ее пластичность. При переходе к последней стадии формообразования инструмента из литой заготовки в процессе его завивки, сопровождающейся образованием касательных напряжений, на поверхности инструмента возникают трещины. При рекристаллизационном на греве перед операцией завивки сверла из литой заготовки повышается пластичность стали за счет снижения плот ности дислокаций и других дефектов кристаллической решетки при рекриста лизации аустенита, трещины и поломки после этой операции не возникают. Практически у всех быстрорежущих сталей температура рекристаллизации аустенита на 80-100С ниже температуры аустенизации для данной марки стали, . После рекристаллизационного наГрева последний переход пластической деформации производят при 750-800 С, когда сталь обладает малым сопротив9

женной технологии, обладает необходимой прочностью и стойкостью. Способ позволяет осуществить бездефектный 04 лением деформации, но при этом из аустенита выпадают карбиды и снижается красностойкость стали. Чтобы в«стали не появлялся нафталинистый излом и сохранялся эффект термомеханического упрочнения, ее не охлаждают до точки Мн (начала мартенситного превращения) , а догревают до температуры аустенизации . и закаливают, Изготавливают партию витых спиральных сверл 50 мм (заготовки 051,752,5), рабочая часть .которых выполняется из стали марки 11РЗМЗФ2, а хвостовая - из конструкционной стали . Рабочая часть заготовки выплавляется в тигле с кислой футеровкой на установке индукционного нагрева,За- тем сталь отливается в металлические изложницы в форме круглых заготовок. Отливки отжигают, разрезают на мерные заготовки и проводят х варку рабочей и хвостовой частей, затем производят отжиг и механическую обработ ку (снятие наплыва сварного шва, токарную обработку в размер). Готовые биметаллические заготовки нагревают в электродно-солянои ванне в течение 5-6 мин до и проводят горячую пластическую деформацию в шести ручьях на стане мод, С 12-37, После формообразования профиля заготовки переносят- в соляную ванну с температурой 1110±20°С, которая меньше температуры аустенизации стали марки 11РЗМЗФ2 на 80°С, подогревают и выдерживают при этой температуре 2-3 мин, подстуживают на воздухе до 750с, завивают на стане К-027, а затем догревают до температуры аустенизации для данном стали .1190 С, при этой температуре выдерживают 3 мин. охлаждают в щелочной ванне с температурой 500°С, затем на воздухе и отпускают трехкратно при 550±10°С. Сверла, изготовленные по предложенному способу, имеют следующие свойства: твердость HRC 64,5-65,6; красностойкость HRC 58,0-58,5, что cooTBetCTByeT требованиям ГОСТ 19265-73, Предложенный способ может быть использован при изготовлении сверл методом секторного проката. Инструмент, изготовленный по предловыпуск инструмента из литых заготовок методом секторного проката Литые заготовки могут быть получены переплавкой ртходов из быстрорежущей стали. Сверла, выпускаемые по предло женной технологии, отвечают требованиям ГОСТ на катаные стандартные Ьверла, поэтому данная технология. позволяет заменить применяемую ранее технологию отливки крупных сверл в оболочковые одноразовые формы, так как является менее трудоемкой и обес печивает сверлам стабильные режущие и прочностные свойства. Формула изобретения Способ термомеханической обработки инструмента из быстрорежущей стали, преимущественно литого, включающий предварительную горячую пластическую деформацию, нагрев до темпе20 . ратуры аустенизации, охлаждение до температуры максимальной устойчивости переохлажденного аустенита, ot;coHчательную пластическю деформацию, закалку и отпуск, о,т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества обработки в результате снижения трещинообразования, нагрев производят до температуры на 80100°С ниже температуры закалки, а после окончания пластической деформа1ции производят нагрев до температуры закалки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Технологический процесс производства на сверло спиральное с коническим хвостовиком (литое)Шифр 1-0161, Утвержден 2.07.73. Сестрорецкий инструментальный завод им. Воскова. 2. Авторское свидетельство СССР № . кл. С 21 D 9/22, 1977.