Твердосплавная пластина для режущих инструментов

 

Изобретение относится к металлообработке, а именно к изготовлению твердосплавных режущих пластин. Цель изобретения заключается в повышении стойкости за счет увеличения твердости и вязкости режущих кромок. Пластина состоит из трех слоев с соотношением толщин 1:2:1 или, например, 2:2:1. В верхнем слое содержание связки составляет 5-10, в промежуточном 25-30 и в нижнем 3-5 мас.%. В процессе спекания происходит перераспределение связки по высоте с выравниванием градиента концентрации. Пластины получают методом порошковой металлургии с использованием операции холодного прессования. Для получения пластины готовят смеси трех составов, различающихся содержанием связки (например, 5,10 и 30 мас.%). Далее в пресс-форму засыпают необходимое количество порошка с содержанием связки 10% и производят подпрессовку при удельном давлении 400-600 МПа. Затем пуансон поднимают, добавляют смесь с содержанием 30 мас.% связки, равномерно распределяют по поверхности и вновь производят подпрессовку с последующим извлечением пуансона. Далее добавляют смесь с содержанием 5 мас.% связки и окончательно прессуют до получения заготовки пластины. Заготовку спекают в течение 20 мин в вакууме при температуре 1400°С и затем медленно охлаждают с печью. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 23 В 27/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4375011/31-08 (22) 23.12.87 (46) 30.03.90. Бюл. № 12 (71) Тернопольский филиал Львовского политехнического института им. Ленинского комсомола. (72) Л. Г. Бодрова, С. Г. Нагорняк и П. Д. Кривый (53) 621.9.025 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1152712, кл. В 23 В 27/14, 1983. (54) ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ПЛАСТИНА

ДЛЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ (57) Изобретение относится к металлообработке, а именно к изготовлению твердосплавных режущих пластин. Цель изобретения — повышение стойкости за счет увеличения твердости и вязкости режущих кромок. Пластина состоит из трех слоев с соотношением толщин 1:2:1 или, например, 2:2:1.

В верхнем слое содержание связки составляет 5 — 10, в промежуточном 25 — 30 и в

Изобретение относится к металлообработке, а именно к изготовлению твердосплавных режущих пластин.

Цель изобретения — повышение стойкости за счет увеличения твердости и вязкости режущих кромок.

На фиг. 1 изображена пластина, общий вид; на фиг. 2 — графики зависимости распределения связки по высоте пластины до и после спекания; на фиг. 3 — кривая изменения механических свойств в зависимости от содержания связки и высоты пластины.

Пластина состоит из нижнего слоя 1 с толщиной Ль среднего слоя 2 с толщиной

Лг и верхнего слоя 3 с толщиной Лз. Соотношение ToJIIlIHH Al, A2 и 43 может изменяться в пределах 1:2:1 или 2:2:1, „„SU„„1553259 А1 нижнем 3 — 5 мас. %. В процессе спекания происходит перераспределение связки по высоте с выравниванием .градиента концентрации. Пластины получают методом порошковой металлургии с использованием операции холодного прессования. Для получения пластины готовят смеси трех составов, различающихся содержанием связки (например, 5, 10 и 30 мас. %). Далее в пресс-форму засыпают необходимое количество порошка е содержанием связки 10 мас. % и производят подпрессовку при удельном давлении 400 — 600 МПа. Затем пуансон поднимают, добавляют смесь с содержанием

30 мас. % связки, равномерно распределяют по поверхности и вновь производят подпрессовку с последующи м извлечением пуансона. Далее добавляют смесь с содержанием 5 мас. %. связки и окончательно прессуют до получения заготовки пластины.

Заготовку спекают в течение 20 мин в вакууме при 1400 С и затем медленно охлаждают с печью. 3 ил.

B верхнем слое толщиной Лз содержание связки составляет 5 — 10 мас. %, в нижнем слое AI — 3 — 5 мас. % и в среднем слое Л вЂ” 25 — 30 мас. %. Таким образом, содержание связки по высоте до спекания пластины различное.

В процессе спекания многослойной пластины, который протекает с образованием жидкой фазы, происходит перераспределение связки по высоте и градиент концентрации ее постепенно выравнивается (фиг. 2, зависимости 4 и 5 — распределение содержания связки до и после спекания соответственно) . Продолжительность процесса спекания примерно 20 мин. Изделие получается с переменным содержанием связки по высоте.

1553259

Пластины получают методом порои ковой металлургии с использованием операций холодного двухстороннего прессования и последующего спекания в вакууме. Для получения пластины готовят смеси трех составов твердого сплава, различающиеся содержанием цементирующей связки (например 5, 10 и 30 мас. %). Далее в пресс-форму засыпают необходимое количество порошка с содержанием связки 10 мас. % и производят подпрессовку при удельном давлении 400—

600 МПа, затем пуансон, формирующий нижнюю часть пластины, поднимают, добавляют смесь с содержанием 30 мас. % связки, равномерно распределяют по поверхности и опять производят подпрессовку с последующим извлечением пуансона, далее добавляют смесь с содержанием связки 5 мас. % и окончательно прессуют до получения заготовки пластины. Заготовку спекают в течение 20 мин в ваку„1400 Ñ и затем медленно охлаждают с печью.

Пример. 1. Сплав для формования нижней режущей кромки пластины: а) 97 мас. % карбида титана и 3 мас. %

Ni-Cr связки при соотношении металлов 3:1; б) 95 мас. % карбида титана и 5 мас. %

Ni-Cr связки при том же соотношении металлов.

2. Сплав для формования сердцевины пластины: а) 75 мас. % карбида титана (или двойного карбида титана и ванадия) и 25 мас. %

Ni-Cr связки при соотнов ении металлов 3:1; б) 70 мас. % карбида титана (или двойного карбида титана и ванадия) и 30 мас. %

Ni-Cr связки при том же соотношении металлов.

3. Сплав для формования верхней режущей кромки пластины: а) 95 мас. % карбида титана и 5 мас. %

Ni-Cr связки при соотношении металлов 3:1; б) 90 мас. % карбида титана и 10 мас. %

Ni-Сг связки при том же соотношении металлов.

Далее пластины получают по описанной выше технологии.

В нижней режущей кромке нижнее содержание связки составляет 3 мас.%; верхнее — 5 мас.%; среднее — 4 мас.%.

В сердцевине нижнее содержание связки составляет 25 мас.%: верхнее — 30 мас. %; среднее — 27,5 мас.%

В верхней режущей кромке нижнее содержание связки составляет 5 мас. %; верхнее — 10 мас. %; среднее — 7,5 мас. %.

Содержания связки менее 3 мас. % не достаточно для образования металлической прослойки Ni-Cr между карбидными зернами, что приводит к снижению прочности сплава и выкрашиванию режущей кромки в процессе эксплуатации.

Использование связки более 10 мас: % в рабочем слое приводит к снижению твердости и износостойкости режущей кромки и ее деформации.

Характер изменения механических свойств (твердости, прочности) по высоте спеченных пластин показывает, что твердость слоя Л (нижней режущей кромки—

91 HRA) значительно выше твердости среднего слоя Л (83 — 86 HRA) и слоя Лз (верхней режущей кромки — 88 — 89 HRA), в то время как прочность сердцевины (о

= 1100 МПа) выше прочности верхнего и нижнего слоев (950 и 900 МПа соответственно).

Конструкция режущей пластины (различие режущих свойств слоев Л| и Лз) поз25 воляет использовать одну пластину для операций чернового и получистового и чистового точения (слой Лз используется для чернового и получистового точения, а при чистовой обработке деталей используется слой толщиной Ai).

30 Трехслойная конструкция пластины позволяет с помощью устройства, соединенного с корпусом резца, использовать последовательно обе режущие кромки на операциях чернового (получистового) и чистового то чения без съема пластины с резца.

Формула изобретения

Твердосплавная пластина для режущих инструментов, выполненная с различным содержанием связки в верхнем и нижнем сло4О ях, содержащих карбид титана или другие карбиды, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, между нижним и верхним слоями выполнен промежуточный слой твердого сплава, причем в нижнем и верхнем слоях в

45 зоне режущей кромки связки содержится соответственно 3 — 5% и 5 — 10%; а в промежуточном слое — 25 — 30% связки (по массе) .

1553259

25 Я о

Ф 15 ф " 0

О > чз

1 2

g3uz.2

gg

2 3 4нм

Cluz. 3

Составитель В. Золотов

Редактор A. Лежннна Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 422 Тираж T 16 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101