Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКА БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКА БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКА БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущностью изобретения является способ изготовления заготовок, режущих инструментов, в процессе которого в контейнер из малоуглеродистой стали помещают порошок быстрорежущей стали. Контейнер подвергают вакуумированию и герметизации. Затем его нагревают до 1150oС и подвергают шаговой прокатке (прокатке-ковке) с коэффициентом вытяжки 7 - 9. Заготовки отжигают, контейнер удаляют токарной обработкой, поверхность заготовок шлифуют. Затем заготовки режут на мерные части. Нагревают заготовки в индукторе до температуры на 10 - 60oС ниже температуры фазовых превращений и подвергают экструзии для формирования профиля режущей части инструмента. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2056972
Класс(ы) патента: B22F3/18
Номер заявки: 93056104/02
Дата подачи заявки: 20.12.1993
Дата публикации: 27.03.1996
Заявитель(и): Челябинский государственный технический университет
Автор(ы): Гогаев К.А.; Лысков О.Е.; Курбатов И.В.; Штакун В.А.
Патентообладатель(и): Челябинский государственный технический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству концевого режущего инструмента типа метчиков, фрез, сверл и т.п.
Известен способ получения заготовок из металлических порошков [1] который включает загрузку порошка в капсулу, отжиг, изостатическое холодное прессование и горячую экструзию.
Недостатком данного способа является низкая производительность, связанная с использованием холодного изостатического прессования и отжига порошка.
Известен способ изготовления изделий из порошковых легированных сталей [2] включающий формирование заготовок из порошка, которое осуществляется горячим обжатием порошка в металлических оболочках, спеканием и последующим деформированием.
Недостатком данного способа является низкая производительность, так как порошок, помещенный в металлическую оболочку, подвергают горячему обжатию в газостате и спеканию.
Известен также способ получения заготовок спеченных быстрорежущих сталей [3] включающий загрузку порошка в контейнер, прессование, вакуумирование, герметизацию, нагрев и последующее горячее изостатическое прессование.
Недостатками данного способа являются низкая производительность, большая трудоемкость, так как способ включает холодное прессование порошка и горячее изостатическое прессование.
Цель изобретения сокращение технологического цикла.
Сущность изобретения заключается в том, что способ предусматривает загрузку порошка в контейнер, его вакуумирование и герметизацию, нагрев, горячую деформацию и последующее удаление материала контейнера с заготовки. Контейнер после нагрева подвергают прокатке-ковке с коэффициентом вытяжки λ= 7-9, после удаления материала контейнера с заготовок их режут на мерные и подвергают экструзии для формирования профильной режущей части инструмента при температуре на 10-60оС ниже температуры фазовых превращений порошковой быстрорежущей стали.
Из просмотренной патентной и научно-технической литературы не известны способы изготовления заготовок режущего инструмента, при реализации которых контейнер с порошком подвергается прокатке-ковке с коэффициентом вытяжки 7-9, а для формирования режущей части инструмента на этих заготовках использовалась экструзия при температуре на 10-60оС ниже температуры фазовых превращений порошковой быстрорежущей стали.
Замена горячего изостатического прессования прокаткой ведет к сокращению технологической цепочки процесса (отпадает необходимость в использовании холодного прессования порошка). Сам процесс прокатки занимает меньше времени по сравнению с горячим изостатическим прессованием, помимо этого использование шаговой прокатки с коэффициентом вытяжки λ 7-9 за проход приводит к увеличению производительности процесса.
Шаговая прокатка в предлагаемом способе с коэффициентом вытяжки меньше 7 приводит к недостаточной проработке центральных слоев уплотняемого материала. Шаговая прокатка с коэффициентом вытяжки более 9 приводит к появлению дефектов в виде трещин. Экструзия при температуpе Т ниже 60оС, где Т температура фазовых превращений, приводит к недогреву заготовки, а следовательно к снижению качества профильной режущей части инструмента.
Экструзия при температуре Т выше 10оС снижает технологические и эксплуатационные свойства порошковой быстрорежущей стали.
На фиг.1 изображен контейнер с порошком; на фиг.2 прокатанная заготовка; на фиг. 3 мерная заготовка после разрезки; на фиг.4 схема горячего выдавливания профильной режущей части инструмента.
Способ осуществляют следующим образом.
В контейнер 1 из малоуглеродистой стали помещают порошок быстрорежущей стали 2. Контейнер 1 подвергают вакуумированию и герметизации. После этого контейнер 1 нагревают до температуры t1 1150оС и подвергают шаговой прокатке с коэффициентом вытяжки 7-9. Полученные заготовки 3 отжигают, а затем удаляют материал контейнера токарной обработкой, после того пруток шлифуют, режут на мерные заготовки 4. Далее заготовку нагревают в индукторе на установке ИЗ-3 100/2,4 до температуры на 10-60оС ниже температуры фазовых превращений и подвергают экструзии для формирования профиля режущей части 5.
П р и м е р 1. В контейнер из малоуглеродистой стали с наружным диаметром d1 32 мм, внутренним диаметром d2 27 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5 газового распыления дисперсностью 315 мкм. Контейнер был подвергнут вакуумированию и герметизации. После этого контейнер нагревался в печи сопротивления СШО-1.1.3/12,5 до температуры t1 1150оС. При этой температуре контейнер выдерживался 30 мин, после чего контейнер подвергался прокатке-ковке на стане ПК-120. В результате прокатки-ковки с коэффициентом вытяжки λ 7 размеры полученной заготовки (фиг.2) были следующими: L 1400 мм, d'1 12,2 мм, d'2 10,8 мм. Полученные заготовки подвергались отжигу при 750оС в течение 3 ч, после чего с них удалялся материал контейнера до диаметра d'2 10,8 и резались на мерные заготовки (фиг.3) длиной l 60 мм. При этом гидростатическим взвешиванием установлено, что плотность заготовки составляет П= 98% Далее заготовка нагревалась в индукторе на установке ИЗ-3-100/2,4 до 765оС (температура фазовых превращений для порошка Р6М5К5 Ас 825оС) и подвергалась горячему выдавливанию (фиг.4) на кривошипном прессе КВ-2132 усилием 1600 Кн, при этом формировался профиль режущей части инструмента в данном случае фрезы D 10 мм.
Гидростатическим взвешиванием установлено, что плотность заготовки после горячего выдавливания П= 100%
В результате прокатки-ковки на стане ПК-120 и горячего выдавливания порошковой быстрорежущей стали Р6М5К5 получены заготовки фрез, которые в дальнейшем подвергались незначительной механической и термической обработке.
П р и м е р 2. В контейнер из малоуглеродистой стали с наружным диаметром d1 30 мм, внутренним диаметром d2 25 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5. Затем производились следующие операции: вакуумирование и герметизация контейнера до температуры t1 1150оС и его прокатка-ковка с коэффициентом вытяжки λ 6 до диаметра d'1 12,2 мм, отжиг, удаление материала и порезка на мерные заготовки, нагрев в индукторе до температуры t2 750оС и горячее выдавливание профильной части инструмента. Гидростатическим взвешиванием заготовки фрезы D 10 мм установлено, что ее плотность П 97% что недостаточно для режущего инструмента, так как он при этом не обладает необходимыми прочностными свойствами.
П р и м е р 3. В контейнер из малоуглеродистой стали с наружным диаметром d1 37 мм, внутренним диаметром d2 32 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5. Далее производились следующие операции: вакуумирование и герметизация контейнера, нагрев контейнера до температуры t1 1150оС и его прокатка-ковка с коэффициентом вытяжки λ= 9 до диаметра d'1 12,2 мм, отжиг, удаление материала контейнера и порезка на мерные, нагрев в индукторе до температуры t2 815оС и горячее выдавливание профильной части инструмента. Плотность полученных заготовок П 100% В дальнейшем заготовки фрез D 10 мм подвергались незначительной механической и термической обработке. П р и м е р 4. В контейнер из малоуглеродистой стали с наружным диаметром d1 39 мм, внутренним диаметром d2 34 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5. Затем производились следующие операции: вакуумирование и герметизация контейнера, нагрев до температуры t1 1150оС и его прокатка-ковка с коэффициентом вытяжки λ= 10 до диаметра d'1 12,2 мм, отжиг, удаление материала контейнера и порезка на мерные заготовки, нагрев в индукторе до температуры t2 830оС и горячее выдавливание профильной части инструмента.
После горячего выдавливания на профильной части имелись трещины.
П р и м е р 5. В контейнер из малоуглеродистой стали наружным диаметром d1 34 мм, внутренним d2 29 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5. Затем производились следующие операции: вакуумирование и герметизация контейнера, нагрев контейнера до температуры t1 1150оС и его прокатка-ковка с коэффициентом вытяжки λ= 8 до диаметра d'1 12,2 мм, отжиг, удаление материала контейнера и порезка на мерные заготовки, нагрев в индукторе до температуры t2 790оС и горячее выдавливание профильной части заготовки инструмента. Плотность полученных заготовок составляла П 100% В дальнейшем заготовки фрез D 10 мм подвергались незначительной механической и термической обработке.
Таким образом предлагаемый способ изготовления заготовок режущего инструмента повышает в 2,3 раза производительность, а также качество путем увеличения прочностных характеристик.
Предлагаемый способ найдет применение при производстве режущего инструмента в машиностроительной и других областях производства.
Формула изобретения: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКА БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ, включающий загрузку порошка в контейнер, вакуумирование, герметизацию, нагрев и шаговую прокатку-ковку порошка с многосторонним обжатием, удаление материала контейнера с заготовки, отличающийся тем, что прокатку-ковку ведут с коэффициентом вытяжки 7 - 9, после удаления материала контейнера с заготовки ее режут на мерные части и последние подвергают экструзии при температуре, на 10 - 60oС ниже температуры фазовых превращений для формирования режущей части инструмента.