Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при термической обработке высокоточных инструментов. Сущность: инструмент охлаждают при закалке до 80-150°С, а нагрев под отпуск после частичного превращения аустенита проводят до 600-640°С, причем если охлаждение было до 80-110°С, то отпускают при 600-620°С, а если охлаждение проводилось до 110-150°С, то отпускают при 620-640°С. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

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: 2015181
Класс(ы) патента: C21D9/22
Номер заявки: 4877552/02
Дата подачи заявки: 25.10.1990
Дата публикации: 30.06.1994
Заявитель(и): Производственное объединение "Раменский приборостроительный завод"
Автор(ы): Еремин А.И.; Кремнев Л.С.; Адаскин А.М.; Иоффе Г.А.; Мишуков С.С.
Патентообладатель(и): Акционерное общество "Раменский приборостроительный завод"
Описание изобретения: Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано при изготовлении высокоточных инструментов и деталей из быстрорежущих сталей.
Известен способ закалки, который заключается в том, что охлаждение выполняют в масле до цеховой температуры. После закалки производят отпуск при 600оС 20 мин, охлаждение на воздухе, 2 раза. (Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983, с.412).
Этот способ вызывает большую анизотропию ударной вязкости стали и снижение вторичной твердости.
Известен способ закалки с охлаждением до 80-150оС, выдержкой 1-2 мин с последующим нагревом до 500оС, выдержкой 20-30 мин и охлаждением на воздухе. Отпуск в этом случае выполняют при 560оС 1 ч, 3-4 раза (авт.св. N 1101459 от 7.03.1984).
Этот способ продолжителен по времени, требует больших затрат энергии.
Оба способа (аналог и прототип) не обеспечивают высокой стабильности размеров и поэтому их нельзя применять при изготовлении высокоточных деталей.
Цель изобретения - повышение стабильности размеров, стойкости инструментов, уменьшение анизотропии ударной вязкости и сокращение продолжительности технологического процесса.
Цель достигается тем, что охлаждение при закалке выполняют до 80-150оС, а затем нагревают под первый отпуск до 600-640оС, причем если охлаждают при закалке до 80-110оС, то нагревают под отпуск до 600-620оС, а если охлаждают при закалке до 110-150оС, то нагревают под отпуск до 620-640оС.
В результате частичного образования мартенсита при охлаждении до 80-150оС остаточный аустенит сжимается образованным мартенситом. Такое состояние вызывает пластическую деформацию аустенита (наклеп).
Известно (см. Буйнов Н. И., Захаров Р.С. Распад металлических пересыщенных твердых растворов. М.: Металлургия, 1964, с.100-150), что из наклепанного аустенита более эффективно выделяются легирующие компоненты и углерод при последующем нагреве под отпуск.
Образуются карбиды в большем количестве и более равномерно по всему объему зерна, а аустенит, обедненный легирующими компонентами и углеродом, начинает превращаться в мартенсит при более высокой температуре. Заканчивается вторичное мартенситное превращение, в этом случае при температуре выше цеховой, что обеспечивает более полное превращение аустенита в мартенсит. Последующий отпуск требуется для снижения структурных напряжений и дисперсионного твердения вновь образованного мартенсита.
Это и является существенным отличием предлагаемого способа от известных.
П р и м е р. Проводили термическую обработку образцов и концевых фрез ⊘ 8, z 4 из стали Р6М5Ф3. Образцы и фрезы изготавливали из прутка диаметром 20 мм с припуском на размер 0,4 мм. Для закалки образцы и фрезы подогревали при 800-850оС в течение 3 мин, затем переносили в соляную ванну на температуру 1220оС, выдерживали при этой температуре 10-12 с на мм диаметра (толщины) и охлаждали в масле с температурой 30оС и 80-180оС. В масле выдерживали 20-30 мин, а затем проводили нагрев под отпуск.
По предлагаемому режиму образцы и фрезы охлаждали при закалке до 80-150оС, выдерживали 2 мин, а затем нагревали под отпуск до 600-640оС, выдерживали 30 мин, охлаждали на воздухе.
Причем после охлаждения при закалке:
а) до 80оС нагревали для отпуска при 600оС (режим 1, табл.);
б) до 100оС нагревали для отпуска при 610оС (режим 2, табл.);
в) до 110оС нагревали для отпуска при 620оС (режим 3, табл.);
г) до 110оС нагревали для отпуска при 640оС (режим 4, табл.);
д) до 130оС нагревали для отпуска при 640оС (режим 5, табл.);
е) до 150оС нагревали для отпуска при 640оС (режим 6, табл.).
После режимов а, б, с, г, д, е проводили отпуск 550оС, 1 ч, 1 раз.
Эти все режимы предлагаемого способа.
После охлаждения при закалке до 100оС выдерживали 2 мин, затем нагревали до 500оС, выдерживали 30 мин, охлаждали до цеховой температуры (режим 7, табл., прототип - базовый объект).
Другие образцы охлаждали при закалке до:
- 180оС, выдерживали 2 мин, нагревали до 640оС, 30 мин (режим 8, табл. );
- 60оС, выдерживали 3 мин, нагревали до 600оС, 30 мин, воздух (режим 9, табл.);
- 100оС, выдерживали 3 мин, нагревали до 630оС, 30 мин, воздух (режим 11, табл.);
- 110оС выдерживали 3 мин, нагревали до 620оС, 30 мин, воздух (режим 11, табл.).
Режимы 8-11, выходящие за пределы предлагаемого способа. После режимов 8-10 проводили 1 отпуск 560оС 1 ч. После режима 11 отпуск при 550оС, 1 ч, проводили 2 раза. Затем образцы и фрезы шлифовали до заданных размеров. Фрезы затачивали, а образцы доводили до требований, указанных в примечаниях в таблице. Образцы и фрезы подвергали испытаниям.
Результаты свойств представлены в таблице.
Как показывают результаты таблицы, предлагаемый способ обеспечивает более высокую стабильность размеров при хранении инструментов и образцов до 3000 ч при комнатной температуре, а также стойкость инструментов. Этот способ уменьшает анизотропию свойств и сокращает время технологического процесса.
Указанные преимущества достигаются за счет того, что обеспечивается требуемое соотношение температур охлаждения при закалке и отпуске: после охлаждения при закалке до 110-150оС (остаточный аустенит наиболее устойчив) отпускают при более высокой температуре 620-640оС, а при охлаждении во время закалки до 80-110оС (остаточный аустенит менее устойчив, чем при температуре 110-150оС) отпускают при 600-620оС. Время выдержки при отпуске 30 мин в обоих случаях.
Стабильность размеров повышается в 2 раза, стойкость инструментов более чем на 25% , продолжительность техпроцесса сокращена более чем в 3 раза в сравнении со способом-прототипом - базовым объектом (таблица, режимы 3 и 7). Эти преимущества позволяют получать экономию электрической энергии, ресурсов.
Формула изобретения: СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ, включающий нагрев под закалку, охлаждение до 80 - 150oС, выдержку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью уменьшения анизотропии ударной вязкости, повышения стабильности размеров и сокращения продолжительности технологического процесса, сталь нагревают под отпуск до 600 - 620oС при охлаждении до 80 - 110oС или до 620 - 640oС при охлаждении до 110 - 150oС.