Спосіб підвищення тріщиностійкості інструмента

Изобретение относится к машиностроению и в том числе к обработке металлов резанием, а также к способам повышения трещиностойкости режущи х инстр ументов при механической обработке конструкционных материалов и древесины. Известно, что в процессе изготовления режущего инструмента из углеродистых (У8, У9.У10, У11, У12), легированных (ХВГ.9 ХС, ХВСГ), быстрорежущих (Р6 М5, Р6М5-МП, Р6М5ФЗ-МП, Р7М2Ф6-МП) сталей возникают дефекты микрои макротрещины, обусловленные структурными преобразованиями при термической обработке и окончательной доводке поверхностей шлифованием. Наиболее близким к заявляемому решению является способ электролитического хромирования [1], при котором выделение хрома производится из раствора хромовых кислот с присутствием в растворе в небольшом количестве добавки активных анионов. Однако хромирование эффективно для режущего инстр умента с небольшими нагрузками на режущую кромку, мало нагревающуюся в работе. При температуре более 300°C происходит значительное уменьшение твердости хрома, возникают прижоги, что при давлении на режущую часть приводит к разрушению покрытия. Электролитическое хромирование дорогостоящий процесс, к тому же растворы хромовой кислоты токсичны, они увлекаются выделяемыми при электролизе газами. В основу изобретения поставлена задача создания дешевого и простого способа залечивания поверхностных дефектов инструмента типа трещин с одновременным повышением предела выносливости характеристик трещиностойкости Поставленная задача решается тем, что инструмент после подготовки поверхности металла, обрабатывают в химическом растворе, состоящем из: щавелевая кислота 30 - 40г дистиллированная вода до 1л бихромат калия 50 - 60г азотнокислый натрий 3г в течение 20 - 30мин при температуре 50 - 60°C, промывают и сушат. В результате химической реакции между кислотой и бихроматом калия происходит осаждение в устье и на берега микро- и макротрещин, а также на поверхностные дефекты атомов хрома, так как размеры атомов меньше размера щели трещины. При химическом хромировании в трещинах отлагается больше хрома из-за повышенной поверхностной энергии трещины и возникает повышенное давление за счет микроявлений, что благоприятствуе т залечиванию микротрещин и выравниванию слоя хрома на поверхности инструмента. При этом внутренние адгезионные силы упрочняют связь металл - хром. Предложенный способ эффективен и экономичен, не требует специального оборудования. Эффективность способа повышения трещиностойкости инструмента иллюстрируется таблицей, в которой приведены данные при циклическом нагружении предварительно обработанных в химическом растворе инструментальных быстрорежущи х сталей Р6М5, Р6М5-МП, Р6 М5ФЗ-МП, Р7М2Ф6-МП, Р7 М2Ф6МП, Р18. Усталостная и усталостно-коррозионная прочность повысилась в 1,2 - 1,4 раза. Параметры усталостной и статической трещиностойкости изменились в сторону увеличения сопротивления хр упкому разрушению. Пример выполнения способа. Образцы инструмента, изготовленного из углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей марок Р6М5, Р6М5-МП, Р6 М5ФЗ-МП, Р7М2Ф6-МП, Р7 М2Ф6-МП, Р18 подвергали шлифованию, производили контроль качества шлифования. Образцы промывали в 4-хлористом углероде, после чего обезжиривали и производили окончательную промывку в 5% растворе сульфанола. На следующем этапе производили химическую обработку в растворе следующего состава, г Щавелевая кислота 30 Дистиллированная вода до 900 Бихромат калия 50 Азотнокислый натрий 3 Температура химического раствора 50 - 60°C. Обработку производили в течение 20 минут. После этого промывали в проточной воде в течение 3 - 4 минут и сушили на воздухе при температуре 20°C до полного высыхания.