Способ изготовления мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали

Изобретение относится к области производства мелкоразмерного режущего инструмента диаметром до 6 мм из быстрорежущей стали и может быть использовано при производстве режущего инструмента, который работает с малым запасом прочности, близким к 1. Проводят термическую обработку заготовки до получения твердости 53-57 HRC_э, затем осуществляют формообразование профиля инструмента и проводят последующую жидкостную карбонитрацию его поверхностного слоя в среде циановокислого калия и поташа при температуре 560°С до получения инструментом твердости 70-74 HRC_э. Обеспечивается повышение эксплуатационной стойкости и надежность изготавливаемого инструмента на основании оптимизации показателей прочности, твердости и эффективности его производства.

 

Изобретение относится к области производства мелкоразмерного режущего инструмента (МРИ) диаметром до 6 мм из быстрорежущей стали и позволяет повысить эксплуатационную стойкость и надежность изготавливаемого инструмента на основе оптимизации показателей прочности и твердости, а также эффективности его производства и может быть использовано при производстве режущего инструмента, работающим с малым запасом прочности близким к 1.

Из уровня техники известен способ термической обработки быстрорежущей стали для получения МРИ твердостью в интервале 63…66 HRC_э, состоящий из закалки и трехкратного отпуска при температуре 540-570°C (Геллер Ю.А. Инструментальные стали). Однако при такой твердости конструктивная прочность инструмента ниже максимального значения на 27…30%, что снижает эффективность работы инструмента, изготовленного из быстрорежущих сталей [1].

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ изготовления режущего инструмента, включающий в себя термическую обработку инструмента на твердость 63…66 HRC_э и последующую химико-термическую обработку в виде жидкостной карбонитрации, предусматривающей насыщение поверхностного слоя азотом и углеродом (а.с. US 576350, МПК С23С 9/10, опубл. 15.10.1977). Этот способ позволяет получить высокое значение микротвердости. Недостатком известного способа являются недостаточно высокие прочностные показатели, что снижает эффективность работы инструмента, изготовленного из быстрорежущих сталей [2].

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационной стойкости мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в оптимизации показателей прочности и твердости.

Сущность изобретения состоит в том, что способ изготовления мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали включает проведение термической обработки заготовки инструмента. При этом термическую обработку заготовки инструмента проводят до получения твердости 53…57 HRC_э, затем осуществляют формообразование профиля инструмента и проводят последующую жидкостную карбонитрацию его поверхностного слоя в среде циановокислого калия и поташа при температуре 560°C до получения инструментом твердости 70…74 HRC_э.

Для выявления эффективности предлагаемого способа были проведены стойкостные испытания двух партий метчиков М3.5, изготовленных из стали Р6М5. Первая партия была подвергнута термообработке до твердости 63…66 HRC_э, вторая - экспериментальная - до твердости 53…57 HRC_э, с последующей жидкостной карбонитрацией, позволяющей достичь твердости 70…74 HRC. Во втором случае стойкость режущего инструмента была выше в 1,8…2 раза.

В отличие от известного способа, в котором производится термическая обработка на твердость 63…66 HRC_э, но при этом происходит снижение его конструктивной прочности, предлагаемый способ за счет оптимизации твердости и конструктивной прочности, а также достижения высокой твердости поверхностного слоя готового инструмента благодаря жидкостной карбонитрации обеспечивает повышение его стойкости в 1,8…2 раза.

Источники информации

1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. - 5 изд. - М.: Металлургия, 1983. - 527 с.

2. А.с. 576350 СССР, МПК С23С 9/10. Способ химико-термической обработки инструмента / Д.А Прокошкин. Опубл. 15.10.1977. Бюл. 38.

Способ изготовления мелкоразмерного режущего инструмента из быстрорежущей стали, включающий проведение термической обработки заготовки инструмента, отличающийся тем, что термическую обработку заготовки инструмента проводят до получения твердости 53-57 HRC_э, затем осуществляют формообразование профиля инструмента и проводят последующую жидкостную карбонитрацию его поверхностного слоя в среде циановокислого калия и поташа при температуре 560°C до получения инструментом твердости 70-74 HRC_э.