Спосіб термічної обробки твердосплавних елементів ріжучого інструменту

Винахід відноситься до інструментального виробництва, а саме до засобів термічної обробки Інструментальних матеріалів і може бути" використаний для виготовлення різального інструменту будь-якого призначення, оснащеного твердосплавною ріжучою пластиною. Найбільш близьким за технічним рішенням до засобу, що заявляється є засіб термічної обробки твердих сплавів, за яким твердий сплав піддають однократному загартуванню в мастилі з температури 1100-1200°С, залежно від групи і марки твердого сплаву з наступним відпуском або без нього [1]. Недоліком цього засобу є те, що не досягається отримання рівномірної мілкозернистої структури твердого сплаву i розподілу карбідної та кобальтової фази, максимального додаткового розчину вольфраму та вуглецю у карбідній фазі, оптимальних показників міцності, твердості i, як наслідок стійкості ріжучого Інструменту. Крім того у відомому засобі за рахунок виникнення значних вн утрішніх напружень між карбідною фазою і кобальтом на межах зерен, висока імовірність тріщиноутворення як в процесі термічної обробки, так І в процесі експлуатації, особливо в високотемпературній зоні різання. Цей винахід вирішує задачу підвищення стійкості ріжучого Інструменту з твердих сплавів різних гр уп хімічного складу. Задача, що була поставлена досягається тим, що твердосплавні елементи ріжучого Інструменту піддають термоциклічній обробці в два етапи: на першому - в температурному Інтервал! 500-60+20°С без витримки при найвищій температурі, з швидкістю нагріву 100-150°С/хв та швидкістю охолодження 50±5°С/хв І кількістю термоциклів 2-4; на другому - в температурному Інтервалі 600-1000+20°С з швидкістю нагріву 100-150°С з витримкою 3-5 хвилин при найвищій температурі, кількістю термоциклів 3-5 і остаточним охолодженням на повітрі. Пропонуємий засіб включає термо-циклічну обробку, що виконується в два етапи. На першому етапі виконується нагрів ріжучих твердосплавних елементів в вакуумній печі по режиму термоциклювання в температурному диапазонi 500-600+20°С, боз витримки при досягненні максимальної температури. Швидкість нагріву становить 100-150°С/хв І досягається відповідним перегрівом печі. Охолодження виконується з швидкістю 50±5°С/хв природним шляхом або з підстужуванням. В залежності від хімічного складу кількість термоциклів приймається від 2 до 4. На другому етапі термоциклічна обробка ведеться в вакуумній печі у температурному інтервал! 600-1000+20°С. Швидкість нагріву складає 100-150°С/хв, а швидкість охолодження 50±5°С/хв з витримкою при максимальній температурі протягом 3-5 хвилин. Кількість термоциклів при цьому складає від 3 до 5. Термоциклічна обробка першого етапу забезпечує високу ступінь дисперсності кобальтової фази, яка набуває вигляд тонких прошарків, товщина яких зменшується з збільшенням кількості термоциклів. Термоциклічна обробка другого етапу приводить до утворення в твердому сплаві мілкозернистої структури, яка виникає в результаті подрібнення карбідів до розмірів, характерних для вихідного стану твердосплавного порошку перед спіканням, що свідчить про відносну слабкість міжзерених зв'язків між частинками твердого сплаву в процесі спікання. При цьому забезпечується максимально можливий додатковий розчин вольфраму І вуглецю у кобальтовій фазі. Зростання міцності після пропонуємої обробки викликано тим, що з зменшенням товщини прошарків кобальтової фази підвищується міцність між кристалічною фазою та, міжфазною речовиною, а також зміцненням останньої.. При цьому також зростає мікротвердість, що пояснюється збільшенням концентрації карбіду вольфраму в твердому розчині. В комплексі це викликає зростання стійкості інструменту під час експлуатації. Порівняльними дослідженнями встановлення підвищення стійкості ріжучого Інстр ументу з твердого сплаву ВК8 (див. таблицю). При порівняльних дослідженнях провадилось продольне обтачування чавунних (СЧ20) заготовок діаметром 60 мм при режимах: t = 2 мм; S = 1 мм/об; V = 100 м/хв приходними різцями, оснащеними пластинами твердого сплаву ВК8. Визначення стійкості провадилось методом прямих стійкостних випробувань. При обстеженні зразків, що піддавались ТЦО тріщин як о процесі термоциклювання, так І після нього виявлено не було.