Спосіб хіміко-термічної обробки інструменту з швидкорізальної сталі

Спосіб хіміко-термічної обробки інструменту з швидкорізальної сталі, що включає нагрів та ви 3 40859 тримку інструменту у середовищі, що насичує, в якості якого використовують суміш щавлевокислого амонію та хлористого амонію при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: щавлевокислий амоній 98-99, хлористий амоній 1-2, обробку холодом шляхом занурення в середовищі, що охолоджує, перед нагрівом проводять активацію поверхні виробу абразивним порошком у магнітному полі, новим є те, що після обробки холодом додатково проводять активацію поверхні виробу абразивним порошком у магнітному полі. Обробка абразивним порошком у магнітному полі поєднує одночасну дію двох позитивних факторів, які забезпечують процес зміцнення поверхневого шару: - перемагнічування деталей, яке виникає за рахунок обертання деталей у постійному магнітному полі, - пластичне деформування поверхневого шару, яке виникає під час контактування частинок магнітно-абразивного порошку з поверхнею деталі, що обробляється. Перший фактор позитивно впливає за рахунок магнітно-стрікційних ефектів, які виникають під час перемагнічування і призводять до подрібнення структури (карбідів) і формування напруженого стану в матеріалі. Другий фактор позитивно впливає за рахунок формування в поверхневому шарі залишкових стискаючих напружень на глибині до 10мкм величиною 600-900МПа. Так як підвищення температур для даного способу неприпустимо тоді швидкість дифузії була підвищена за рахунок отримання активних поверхневих шарів в процесі обробки абразивним порошком у магнітному полі, тобто отримання високодефектної структури поверхневого шару. Спосіб здійснюється наступним чином: виріб оброблюється абразивним порошком у магнітному полі, потім його поміщають у контейнер з сумішшю, яка насичує, у склад якої входять щавлевокислий амоній та хлористий амоній у наступному співвідношенні, мас.%: щавлевокислий амоній 98 4 99, хлористий амоній 1-2, потім закривають кришкою з пісочним затвором, нагрівають до 550-560 °С, проводять витримку при цій температурі на протязі 1 години, після чого охолоджують разом з контейнером на повітрі до кімнатної температури і знову виріб додатково оброблюється абразивним порошком у магнітному полі. Оптимальний режим магнітно-абразивної обробки інструменту з швидкорізальної сталі: крупність порошку 200/100мкм; швидкість обробки 2÷3,5м/с; індукція в зазорі 0,21Тл; час обробки 35÷45с. Приклад. Виріб зі сталі Р6М5 оброблюють абразивним порошком у магнітному полі, потім виріб поміщають у контейнер з сумішшю, що насичує, у склад якої входять щавлевокислий амоній та хлористий амоній у наступному співвідношенні, мас.%: щавлевокислий амоній 98-99, хлористий амоній 1-2. Контейнер нагрівають до температури 550560°С та витримують при цій температурі на протязі 1 години. Після закінчення процесу виріб охолоджують з контейнером на повітрі. Після охолодження виріб виймають з контейнера та додатково оброблюють абразивним порошком у магнітному полі. В результаті чого на поверхні виробу зі сталі Р6М5 утворюється карбонітридний шар, який складається поблизу поверхні з наступних фаз: є карбонітрид типу Fе3(С, N), у - фаза типу Fe4(C,N), Cr2N, Fe3W3C легований хромом, ванадієм, азотом, а - твердий розчин азоту у залізі. По мірі віддалення від поверхні в шарі скорочується кількість карбонітридних фаз. Загальна товщина зміцненого шару складає 350мкм, мікротвердість змінюється від 14,0ГПа до 8ГПа (мікротвердість основи). Явної межі поділу між зміцненим шаром та основою не спостерігається. Приклади випробувань запропонованого способу подано нижче. Вплив умов хіміко-термічної обробки на властивості зміцненого шару Спосіб обробки МАО+ХТО МАО+ХТО+МАО Шорсткість поверхні, мкм Мікротвердість зміцненого шару, ГПа полірована вихідна Найближчий аналог 195 14,0 0,345 0,92 200 14,0 0,419 1,02 3 додатковою активацією поверхні виробу 350 13,5 0,086 0,3635 300 14,0 0,098 0,408 Товщина зміцненого шару, мкм Значення наведені в п.1, 2 - для найближчого аналогу, в п.3, 4 - для виробу з додатковою активацією поверхні. Кінцева магнітно-абразивна обробка збільшує товщину зміцненого шару на 150мкм, мікротвердість якого при цьому залишається незмінною 14ГПа. Шорсткість виробу зменшується в 2,5 рази. Поданий спосіб хіміко-термічної обробки інструменту з швидкорізальної сталі простий з технологічної точки зору, вибухобезпечний, екологіч но чистий, не потребує дорогого обладнання, а також висококваліфікованого персоналу, який його обслуговує. Джерела інформації: 1. Химико-термическая обработка металлов карбонитрация. Прокошкин ДА. М.: "Металлургия", "Машиностроение", 1984, 240с. 2. Способ химико-термической обработки из быстрорежущей стали. А.с. СССР 1227697, МКИ C21D9/22 / А.С.Лоскутов, В.Г.Хижняк, Е.Г.Мороз, 5 40859 А.В.Жалнин; заявка №3750556 від 04.06.1984; опубл. 30.04.1986, бюл. №16. 3. Спосіб хіміко-термічної обробки інструменту з швидкоріжучої сталі. Патент України №42541А, Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 6 МПК7 С23С8/00 / B.C.Майборода, Н.В.Ульяненко, М.М.Бобіна; заявка №2001032104 від 30.03.2001; опубл. 15.10.2001, бюл. №9. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601