Способ обработки многогранных пластин из твердых сплавов

 

Изобретение касается применения твердых сплавов, в частности безвольфрамовых, и может быть использовано при создании износостойких поверхностей на лезвийном инструменте. Целью изобретения является повышение стойкости за счет увеличения содержания никеля в поверхностном слое сплава, что достигается осуществлением их чернового и чистового шлифования и термообработкой, причем последнюю проводят после чернового шлифования путем нагрева пластин до 850 - 1000°С со скоростью 50 - 300° мин и выдерживают 5 - 15 мин, а чистовое шлифование осуществляют с припуском, выбираемым из диапазона (5 - 20) D, где D - величина зерна сплава, мкм. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (g1)g В 23 В 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ к частичному обоснованию составляющих композицию фаз. Частичная сепарация фаз сопровождается повышенной усадкой тугоплавкого структурного каркаса в центре образца и диффузионным насыщением поверхностных слоев твердого сплава вязкой фазой. Экспериментально установлены условия сепарации р фаз, приводящей к повышению содержания никеля в поверхностном слое шлифованных образцов. Скорость нагрева должна быть в диапазоне 50-300 С/мин.

При меньшей скорости нагрева усадка тугоплавкого структурного каркаса происходит медленно, что ограничива ет перераспределение фаз. При скорости нагрева более 300 С/мин

0 возникают достаточно большие. температурные напряжения в пластинах, а также появляются трешнны и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4442607/31-08 (22) 17.06,88 (46) 23.06.90. Бюл. 9 23 (71) Институт сверхтвердых материалов

АН УССР (72) В,И.Лавриненко, С.И.Филипченко и А.В.Лысенко (53) 621.9.025 (088.8) (56) Лошак М,Г. Прочность и долговечность твердых сплавов. — Киев: Наукоsa думка, .1984, с. 210-211, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МНОГОГРАННЫХ

ПЛАСТИН ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение касается применения твердых сплавов, в частности безвольИзобретение относится к области применения твердых сплавов, в частности безвольфрамовых, и может быть использовано при создании износостойких поверхностей, например, на лезвийном инструменте.

Цель изобретения — повышение стойкости за счет увеличения содержания никеля в поверхностном слое сплава.

Физическая сущность положительных эффектов заключается в термодинамической нестабильности исходных гомогенйых фазовых смесей., составляющих безвольфрамовые твердые сплавы, Последнее можно объяснить квазибинарным характером диаграмм состояния

Ni-TiC u Ni-TiN. При нагреве разложение гомогенной смеси на тугоплавкую и вязкую фазы осуществляется путем диффузионной самосепарации, ведущей

2 фрамовых, и может быть использовано при создании износостойких поверхностей на лезвийном инструменте. Целью изобретения является повышение стойкости за счет увеличения содержания никеля в поверхностном слое сплава, что достигается осуществлением их чернового и чистового шлифования и термообработкой, причем последнюю проводят после чернового шлифования путем нагрева пластин до 850-1000 С о со скоростью 50-300 С/мин и выдерживают 5.-15 мин, а чистовое шлифование осуществляют с припуском, выбираемым из диапазона (5-20)d, где d — - величина зерна сплава, мкм . 1 табл.

И

Ч

1572755 сколы. При температуре менее 850ОС насыщение поверхностных слоев вязкой фазой не наблюдается из-за отсутствия условий для диффузионной самосепарао 5 ции. При температуре свыше 1000 С повышенная усадка тугоплавкого каркаса приводит к возникновению трещин и сколов в пластине.

При малом времени. выдержки {менее що

5 мин) увеличение содержания никеля в поверхностном слое не происходит.

При времени выдержки более 15 мин поверхностный слой, обогащенный никелем, насыщается летучими атомарными либо молекулярными компонентами воздуха. В этом случае при шлифовании создается дефектный слой. Окончательное шлифование производят со снятием припуска из диапазона (5-20)й, где 20

d — величина зерна, При припуске менее 5d не снимается дефектный слой чз термообработанных зерен карбида титана, а при припуске более 20d не наблюдается повышение содержания нике- 25 ля в поверхностном слое.

При осуществлении способа используют пластины из сплава КНТ1б размерами «после спекания 13,5;13,5 5,2 мм.

Шпифование производят по стандартным методикам на станках мод. КШ289 (6oковые грани) и 11ВМ300/2 . (опорныс. поверхности). Термообработку пластин проводят в муфельной печи. Содержание никеля регистрируют микроанализатором 35

"КЭМСКАН-4ДВ" и на рентг.ановской установке ДРОН-ÇN.

Пример. Берут спеченные пластины из безвольфрамового твердого сплава КНТ16. Производят черновое шлифование пластин по опорным поверхностям на станке ЫВМ300/21 (режимы шлифования: скорость круга 18 м/с., подача на пластины 3 мм/мин, осцил»1яция 29 дв.ход./мин) и боков:.L1 граням на станке МШ289 (режимы шлифования: скорость круга 20 м/с, усилие прижима пластин к кругу 2,0 ИПа) . Опредепяют содержание никеля на поверхчости пластин с помощью электронного микро- 50 анализатора КЭМСКАН-4ДВ. Содержание никеля равно 19,0 мас,X. Помещают йластины в муфельную печь и нагревают их со скоростью 200 С/мин до 950 С, выдерживают 10 мин и охлаждают. Далее производят чистовое шлифование на этих же станках, но при.малом времени цикла так, чтобы снимать припуск, равный 10d, где с1 — размер зерна . сплава КНТ., равный 1,8 мкм, Окончательный припуск 18 мкм. После окончательного шлифования содержание никеля в поверхностном слое 31,5 мас,7.

Результаты опытов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, содержание никеля в поверхностном слое сплава при использовании предлагаемого способа возросло и 1,2-2,0 раза, При повышении содержания никеля н поверхностном слое повышаются коррозионная стойкость, предел прочности на изгиб, коэффициент Пуассона, КТР, коэффициент скорости при резании.

Так, например, при использовании пластин из сплава ТН20 просто шлифованных и шлифованных, термообработанных (1000 С, 10 мин, 200 C/ìèí),окон— чательно шлифованных (20 мкм лрипуска) износ пластин по задней грани соотве «1- »в«е .1но 791.1 и 585 5мкь1 г е ко— зффициепт повышения стойкости 1 35, T1» o p i "; у л а и з - б в е т -; н и

011особ об»р»або Kv. м»101 OI ñßííúiõ ппастин из тьердых сплавов, включающий черновое и чнстовое шлифование пластин и их нагрев до 850-)000 С, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повьш1ения стойкости за счет увеличения содержания никеля в по-верхностном слое сплава, нагрев осуществляют после чернового шлифования со скоростью 50-3QO С/мин и выдерживают 5-15 мин, а чистовое шлифование осуществляют с лрипуском, который выбирают из диапазона (5-20)d, где с1 величина зерна, мкм.

1572755

Скорость нагрева, C/ìèH

Время выдержки, мин

Опыт

Температура нагрео ва, С

При пуск

Йа окончаПримечание

Содержание никеля в поверхностном слое, мас.X тельное шлифование 40

200

l0 l0

19,0

19,9

31,5

32,6

36,8

18,8

30,8

31,5.

36 6

37,8

18,8

38,9

31,5

30,?

26,9

36,8

36,6

3l,5

22,1

l8,9

Трещины v. сколы

950!

10

Трещины и сколы

3 200

5 !

О

l5

18

10

Дефек тный

Слой

Дефектный слой

4 200

5

По известному способу

950

I9,О

Составитель В. Золотов

Редактор О.Головач Техред M,Õîäàíè÷ Корректор В. Кабаций

Заказ 1608 Тираж 7!9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производств нно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101