Способ обработки изделий из титана и его сплавов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ)5 С 23 С 8/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ПЮ1Т СССР (21) 4378424/02 (22) 11.02.88 (46) 23.01.91. Бюл. 1",- 3 (71) Иосковский авиационный технологический институт им. К.Э.Циолковского н Ступинское машиностроитсльное производственное объединение (72) Б.А.Колачев, В.Г.Поляков, А.Ю.Братков, В.И.Седов, A.П.Петрухин, Н.И.Сердюк и Ю.А.Сергеев (53) 621.78 ° 062 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 514662, кл. В 23 В 1/00, 1976. ,(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТИТАНА И ЕГО. СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке и обработке металлов резанием, и может быть использовано

Из обре те ние о тно си тс я к ме таллургии, в частности к химико-термической обработке и обработке металлов резанием, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и т. п.

Цель изобретения — повышение производительности за счет сокращения технологического цикла и увеличения стойкости режущего инструмента за счет облегчения стружкообразования и уменьшения трения в зоне резания.

На чертеже показан график зависимости глубины проникновения водорода от концентрации водорода и продолжительности наводораживания.

Согласно способу обработки изделий из титана и его сплавов, включающему

„„SU„„ I 622421 А 1

2 в машиностроении, приборостроении и т.п. Целью изобретения является повы- шение производительности эа счет сокращения продолжительности технологического цикла и увеличение стойкости режущего инструмента за счет облегчения стружкообразования и уменьшения трения в зоне резания. Способ включает предварительное наводораживаниа заготовки и ее последующую обработку резанием на величину припуска. Предварительное наводораживание осуществляют в газовой среде при давлении

380-760 мм рт.ст., температуре 700800 С в течение 5-30 мин. Применение способа позволяет в 16 раз сократить длительность технологического цикла и в 4 раза повысить стойкость режущего инструмента. 1 ил., 3 табл.

О и предварительное наводораживание заготовки и ее последующую обработку резанием на величину припуска, предварительное наводораживание осуществляют М в газовой среде при давлении 380- К) о

760 мм рт.ст., температуре 700-800 С в течение 5-30 мин.

На графике представлены экспериментальные результаты распределения водорода по сечению образцов, которые наводоражены в течение различного времени при двух начальных уровнях давления водорода: 0,5 и 1 атм в 60 л объема. Кривая 1 иллюстрирует изменение содержания водорода в сечении образца при начальном давлении водорода 0,5 атм (380 мм рт.ст.) после на1622421 водораживания при 800ОC в течение

5 мин с последующим охлаждением вне печи. кривая 2 показывает изменение содержания водорода после наводоражи5 вания в течение 30 мин.

Увеличение начального давления водорода в 2 раза приводит к увеличению максимальной концентрации водорода от

0,6 до 0,87. и вдвое увеличивает толщину наводораженного слоя (кривая 3).

Увеличение времени выдержки при температуре наводораживания до 15 мин (кривая 4) и до 30 мин (кривая 5) сдвигает фронт с высоким градиентом водорода внутрь материала. Охлаждение с медленной скоростью (кривая 6) после 30 мин выдержки при 800 С приводит о к меньшему градиенту содержания водорода по сечению и наводораженный слой .20 в 2-3 раза больше, чем при более быстром охлаждении.

Пример. Заготовки нэ сплава

ВТ6Ч толциной 48 мм перед механической обработкой подвергают наводораживанию на специальной установке для наводораживания. Установка позволяет производить ускоренное охлаждение в вакууме при сдвинутой нагревательной печи со средними скоростями от

20 С/мин в интервале температур 800700 С до 10 С/мин в интервале температур 500-400 С, в то время, как охлаждение вместе с печью обеспечивает скорости охлаждения в 4 раза меньшие.

Повышенные скорости охлаждения не поз- 35 воляют водороду, поглощенному поверхностяии образца, глубоко диффундировать вглубь материала.

Заготовки закладывают в лечь уста- новки, после чего температура в ней 40 доводится до 700-800 С с одновременным созданием водородной атмосферы в печи с определенным давлением в пределах 380-760 мм рт.ст. Время выдержки детали в печи и скорость ее охлаж45 дения определяются (в соответствии с толщиной снимаемого припуска) по графику, который получен в результате экспериментальных исследований.

В табл. 1 приведены сравнительные результаты по наводораживанию известным и предлагаемым способами; в табл, 2 — результаты обрабатываемости точением на станке 1К62> в табл. 3— данные по режимам наводораживання предлагаемым способом.

Точение сплава 1ТЗ-1 проводят беэ охлаждения режущими неперетачнваемыми пластинами из сплава ВК6(И, которые закрепляют механически на державках.

Пластины подвергают входному контролю на отсутствие сколов, трещин и раковин на режущих поверхностях. Контроль производят на инструментальном микроскопе. Обработке подвергают цилиндрические детали диаметром 60 мм н длиной 200 мм.Износ инструмента определяется по задней грани на микроскопе МИИ..

Стойкость режущего инструмента определяют по скорости изнашивания

Ч„- tg06„ где ф, — угол наклона линейного участка кривой изнашивания.

За лимитированный износ принимается износ по задней грани 0,5 мм. Тогда стойкость определяется:

О 5

Т . = — ь — мин.

Чи

Применение предлагаемого способа позволяет в 16 раз сократить длительность технологического цикла и в 4 раза повысить стойкость режущего инструмента.

Формула изобретения

Способ обработки изделий иэ титана и его сплавов, включающий предварительное наводораживание заготовки и ее последующую обработку резанием на в личину припуска, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения продолжительности технологического цикла и увеличения стойкости режущего инструмента за счет облегчения стружкообразования и уменьшения трения в зоне резания, наводораживание осуществляют в газовой среде при давлении 380-760 мм рт.ст., температуре

700-800 С в течение 5-30.мин.

1622421

Таблица!

Способ Среда

Режимы наводораживания наводо наводораживаПлотность Т, С о тока, А/дм

Время, Концентмин рация н, z

Давление мм рт.ст. раживания ния

Иэвест- Электный ролит

16,0

0,08

760

380

Предла- Гаэог аемьпЪ вая

800 10

0,8 Не требуется

Р таблица г

Стойкость, мин

С»»особ обре ботки

Геометрнл резца ефимы обработки мм мм/об. $, ) р(, г, мм 1(» Ц»,» град (град град град

10 0 5 45 45 17 0

10 0,5 45 45 69,0

1О 02 0

1,0 0,2 0

Таблица 3

Глубина на- Концентраводоражива- ция водония слоя,мм рода,мас.%

Температура Давление, наводоражи- мм рт.ст. вания, С

Время выдерж ки, мин

Известный 30

Предлагае»елй 60

800

760

15

5,0

5,0

7,0

0,6

0,5

0,8

0,75 фремя раэводоравщвания, ч

1622421

08 в . 25

Ъ з 0.4 ал Ъ

О

0 а Ь

2 4 6 . д 10 12 Я

Расстояние ап ао5ерхностц, pep

Составитель Н. Рыжов

Редактор Н.Яцола Техред h. 1.оргентал J

Корректор И.Муска

Заказ 89 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101