Способ изготовления биметаллических заготовок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалнстических

Республик (iii967727 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 290581 (21) 3289970/25-27 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритетt51)M Кл з

В 23 К 11/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 621. 791. .763.2(088.8) Опубликовано 23,10,82. Бюллетень №39

Дата опубликования описания 211ф82 (72) Автор изобретения

ВСЕСОЮЗЕ Я

Ю. В; Климвнко

Всесоюзный научно-исследовательский инструме институт талцщЩщ0ЩЫА (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТРЛЛИЧЕСКИХ

ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к технологии инструментального производства, в частности к изготовлению биметал.лических заготовок элементов инструмента.

Известен способ изготовления биметаллических заготовок, преимущественно элементов инструмента с использованием порошковых материалов, при котором центральную часть заготовки выполняют из конструкционного материала, а периферийную часть — из ин.струментального материала, размеща-. ют их в матрице между электропроводными пуансонами и нагревают путем пропускания электрического тока с одновременным пластическим деформированием 11 ).

Однако известный способ характеризуется большим расходом дорогих и дефицитных инструментальных порошковых материалов.

Это объясняется тем, что неизбежно частичное перемешивание инструментального и конструкционного порошков, образукщих смесь, которая не обладает, режущими свойствами и фактически ис-. пользуется как конструкционный материал.

Кроме этого, из условий работы режущего неперетачиваемого элемента инструментальный материал необходимлишь.. на углах поперечного сечения элемента, а не по всей его высоте.

Целью изобретения является экономия инструментального материала.

Указанная цель достигается тем; что согласно способу изготовления биметаллИческих заготовок, преимущественно элементов инструмента с использованием порошковых материалов, при котором центральную часть заготовки выполняют из конструкционного материала, а периферийную часть — из инструментального материала, размещают их в матрице между электропроводными пуансонами и нагревают путем пропускания электрического тока с одновременным пластическим деформированием, центральная часть выполнена в виде цилиндрических шайб с центральными полостями, имеющими, форму усеченных конусов с большим основанием, 25 равным диаметру шайбы, и углом накло-На образующей конуса, составляющим

30-35о, установленных торцами с большими основаниями конуса друг к другу, а в зазоре между внутренней поверхЗО ностью матрицы и наружной поверхнос967727 тью шайб располагают порошкОвый инструментальный материал, заполняя его до уровня высоты пакета шайб.

Hà фиг.1 представлена схема способа до включения электрического тока, на фиг.2 — то. же, после прохож- 5 дения тока.

Способ осуществляется следующим образом.

Шайбы 1 из инструментального металла устанавливают друг на друга 10 так, что их полости образуют замкнутый объем, Размещают на торце .нижнего электропроводного пуансона 2 строго по центру, для этого на торцах пуансонов выполняют центрирующие вы- 15 ступы, а на шайбах — центральные отверстия, зазор между шайбами и матрицей 3 с теплостойким изоляционным покрытием 4 заполняют порошкообразным инструментальным материалом 5 до уровня высоты пакета шайб, после чего в матрицу 3 вводят верхний злектропроводный пуансон б, прилагают к пуансо- ну усилие Р и подводят электрический ток от трансформатора 7.

Поскольку электрическое сопротивление шайб значительно меньше электрического сопротивления порошкообразного инструментального материала в первоначальный момент времени, электрический ток течет через шарбы. При ЗО этом максимальное количество тепла . выделяется в области контакта двух шайб, где их сечение минимально, что приводит к пластической деформации их металла в этой области. угол наклона 35

-образующих конусов полостей шайб,.равный 30-35О, обеспечивает направленную к периферии деформацию металла шайб и одновременно их сварку. Таким образом,: вследствие нагрева и давления шайбы, 4р пластически деформируются как одно целое, при этом их диаметр в средней части суммарной высоты непрерывно увеличивается до момента касания усеченными коническими повеРхностями, т.е. 45 до момента исчезновения замкнутой полости.

По мере деформации шайб сокращается объем зазора между их поверхностью и матрицей как за счет сокращения высоФы этого зазора в результате. уменьшения суммарной высоты шайб, так и за счет сокращения ширины этого зазора посередине его высоты за счет увеличения диаметра средней части шайб при их деформации.

Указанное сокращение объема зазора сопровождается уплотнением порошкообразного инструментального материала, вследствие чего его электрическое сопротивление резко падает, что в свою 60 очередь приводит к перераспределению тока — увеличенио тока, протекающего через порошкообразный инструментальный

1материал. Это обеспечивает его нагрев до пластического состояния и деформа-g5 цию, что необходимо для его спекания и. соединения с шайбами из конструкционноro металла.

При этом, поскольку сокращение первоначального объема порошкообразного инструментального материала осуществляется под действием двух указанных ранее факторов, имеет место пластическое течение инструментального материала в двух направлениях — вертикальном и горизонтальном, что способствует получению максимальной плотности, характеризующей качество слоя из инструментального материала.

Вследствие увеличения диаметра шайб в области их контакта происходит вытеснение инструментального материала в угловые области поперечного сечения режущего. элемента. При этом инструментальный материал не, смешивается с конструкционным металлом.

Использование изобретения обеспечивает большую экономию инструмен" тальных материалов за счет размещения их только в областях режущего элемента, участвующих в процессе ре.— зания и исключения переходных эон.

Диаметр шайб выбирают равным разнице между диаметром заготовки и удвоенной толщиной требуемого слоя инструментального материала.

Толщину шайб и высоту усеченных конусов их полостей определяют экспериментально для конкретного порошкообразного инструментального материала в зависимости от степени соКращения его объема при переходе из порошкообразногб в компактное состояние из условия получения 98-100% плотности.

Согласно изобретению изготавливают биметаллические круглые неперетачиваеьые пластинки диаметром,10,5 мм толщиной 4, 75 мм, ГОСТ 19070-73.

В качестве инструментального порошкообразного материала используют порошок твердого сплава ВК-б, крупные

;фракции в пределах 15-50 мкм. Шайбы изготавливают из стали 40Х.Наружный диаметр шайб равен 8 мм, высота каждой шайбы 4 мм, диаметр окружности усеченного конуса 4 мм, высота усеченного конуса 1,62 мм, к электропроводным пуансонам прилагают усилие

800 кгс, и подводят ток 6 кА в течение 0,5 с.

Испытаниями резанием установлено, что режущие свойства твердого сплава ВК-6, нанесенного на корпус из конструкционной стали, соответствуют режущим свойствам твердосплавных пластинок ВК-б, полученных методом порошковой металлургии.

Формула изобретения

Способ изготовления биметаллических заготовок, преимущественно эле- ментов инструмента с использованием порошковых материалов, при котором центральную часть заготовки выполня967727

7 7

Составитель Е. Гузиков

Редактор Н.Пушненкова ТехредМ.Рейвес

Корректор И Ватрушкина

Заказ 7980/23 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ют из конструкционного материала, а периферийную - из инструментального материала, размещают их в матрице между электропроводными пуансонами и нагревают путем пропускания электрического тока с одновременным пластическим деформированием, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью экономии инструментального материала, центральная часть выполнена в виде цилиндрических шайб с центральными полос- 10 тями, имеющими форму. усеченных конуcos с большим основанием, равным диаметру шайбы, и углом наклона образующей конуса, составляющим 30-3М установленных торцами с большими основаниями конуса друг к другу, а в зазоре между внутренней поверхностью матрицы и наружной поверхностью шайб располагают порошковый инструментальный материал, заполняя его до уровня в.:.с ты пакета шайб, Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Тарасов lO.С. Исследование электроконтактного нанесения металлических порошков. Канд. дис. Челябинск, 1976, с.25-85 (прототип).