Спосіб виготовлення різального інструмента із чавуну з графітом

Спосіб виготовлення різального інструмента із чавуну з графітом, переважно з високоміцного чавуну, що включає деформування, заточення і регламентоване загартування з оплавленням, який відрізняється тим, що деформування ведуть на заготовці до одержання графітних частинок у вигляді еліпсоїдів і плоских дисків, і/чи волокон, а регламентоване нагрівання різальних кромок інструмента при загартуванні здійснюють зі швидкістю не більше 500 град/хв. Винахід відноситься до зміцнюючої обробки, а більш конкретно до деформаційно-термічної обробки різального інструмента із чавуну з графітом, переважно високоміцного чавуну, і може бути використаний в машинобудуванні, переважно сільськогосподарському, гірничому і продовольчому. Відомий спосіб термічної обробки виробів із високоміцного чавуну, при якому нагрів роблять до температури 1200°С, а структура, що утворюється, здобуває вид «твердого ока» з ледебуритною чи мартенситною оболонкою навколо кулястого графіту [Сафонов Е.Н., Толокнов С.Е., Трофимов В.В., Гурова А.Г. Элекродуговая закалка стальных и чугунных деталей // Информ. СЦНТИ, 1990. инф. 90-31. - С.1-4]. Однак цей спосіб не забезпечує високої якості кромки різального інструмента при використанні його для виготовлення самозагострювального інструмента, тому що відбувається викрашування кулястого графіту з ледебуритною чи мартенситною оболонкою при їхньому виході на поверхню різальної кромки. Відомий також спосіб обробки інструмента із порошкової швидкорізальної сталі, що включає оплавлення плазмовою дією, деформування гідропресуванням зі ступенем деформації не більш 50%, заточення й остаточну термічну обробку шляхом загартування з регламентацією питомої тривалості нагрівання, причому оплавлення роблять на глибину 0,1-0,5мм, а питома тривалість нагрівання складає 10-20с на 1мм перерізу розрахункового розміру [Патент України №60833 А. МПК7 - В21К5/00, С21D8/00, С21D9/22, опубл. 15.10.2003]. Цей спосіб по технічній суті є найбільш близьким до заявляємого способу обробки інструмента із чавуну з графітом і тому прийнятий як найближчий аналог. Ознаками відомого способу, загальними з суттєвими ознаками заявляємого способу виготовлення різального інструмента із чавуну з графітом, є деформування, заточення і регламентоване загартування з оплавленням. Недоліками способу виготовлення різального інструменту по найближчому аналогу є неможливість самозагострювання інструмента через наявність однорідної структури, обумовленої специфікою виробництва порошкових швидкорізальних сталей, висока трудомісткість виробництва порошків, їх компактирування, переточування інструмента, дорожнеча і дефіцитність легуючих елементів для швидкорізальних сталей і недостатній термін служби. (19) UA (11) 76261 (13) C2 (21) 20040605161 (22) 29.06.2004 (24) 17.07.2006 (46) 17.07.2006, Бюл. № 7, 2006 р. (72) Баранов Дмитро Олександрович, Алімов Валерій Іванович, Баранов Олександр Олександрович (73) ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA 60833 A, 15.10.2003 UA 51355 A, 15.11.2002 RU 2230799 C2, 20.06.2004 SU 1227694 A1, 30.04.1986 3 76261 4 В основу винаходу, що заявляється, поставжків між ними різко підвищує експлуатаційні власлена задача такого удосконалення способу виготивості інструмента. Завдяки ледебуритним ділянтовленню різального інструмента із чавуну з гракам різальна кромка зношується повільно, а перліфітом, переважно з високоміцного чавуну, що тні проміжки зношуються інтенсивніше. У дозволило б одержати самозагострювальний інрезультаті різальна кромка здобуває пилкоподібну струмент за рахунок оптимізації структури і визнаформу, виступи якої відповідають ледебуриту, а ченого розташування структурних складових, тим поглиблення - перліту. Пилкоподібна форма різасамим збільшити сумарний термін служби інструльної кромки зберігається під час експлуатації і мента, а також знизити трудомісткість виробництзносу інструмента. Локальне неповне оплавлення ва інструмента за рахунок спрощення технології інструмента при термообробці додає різальної обробки литого чавуну. кромці властивості самозаточування. Поставлена задача вирішується тим, що в Завдяки новим ознакам способу, що заявляспособі виготовлення різального інструмента із ється, забезпечуються утворення в кромці різальчавуну з графітом, переважно з високоміцного ного інструмента плоских украплень ледебуриту чавуну, що включає деформування, заточення і навколо витягнутого уздовж кромки графіту, що регламентоване загартування з оплавленням, відхарактеризується високими показниками твердосповідно до винаходу деформування ведуть на ті, і перлітних прошарків, що розділяють украплензаготовці до одержання графітних часток у виді ня ледебуриту. Оскільки ледебуритні вкраплення еліпсоїдів і/чи плоских дисків, і/чи волокон, а регуспадковують форму деформованого графіту, ламентоване нагрівання різальних кромок інструтверді частки витягнутої форми міцно утримуються мента при загартуванні здійснюють зі швидкістю перлітною основою чавуну, що перешкоджає їхне більш 500град/хв. ньому викрашуванню і забезпечує збереження їх у Спосіб виготовлення інструмента із чавуну з матеріалі; унаслідок цього сумарний термін служграфітом, переважно з високоміцного чавуну, здійби інструмента збільшується. снюють таким чином. Приклад 1. Для здійснення заявляємого споПопередньо литу заготовку з високоміцного собу обробки інструмента із чавуну з графітом, чавуну піддають гарячій деформації, наприклад, узяли вихідні литі смуги товщиною 8мм із високопрокатці чи куванню при 1050-900°С зі ступенем міцного чавуну хімічного складу, мас.%: 2,88С, обтиснення 20-75% до формоперетворення куляс2,84Si, 0,78Мn, 0,015S, 0,08Р, 0,08Сr і 0,048Mg. того у вихідному стані графіту в еліпсоїди і/чи плоЛиті смуги із кулястим графітом розміром скі диски, і/чи волокна в залежності від інтенсивно50 50мм прокатували на двохвалковому прокатсті деформування. З деформованого чавуну ному стані з обтисненням 75% на смуги товщиною виготовляють інструмент, якому надають остаточні 2мм. При цьому графітні глобулі діаметром 20розміри. Структура виробів складається з витягну60мкм витягнулися в еліпсоїди і плоскі диски довтих часток графіту, розміщених у ферито-перлітній жиною до 500мкм. З цих смуг шляхом гарячого основі чавуну. Інструмент заточують і локально штампування виготовляли ножі м'ясорубки. Кромобробляють в установці для індукційного чи плазки ножів, що представляють собою смужки товщимового нагрівання. Нагріванню до 1150-1250°С ною 2мм і шириною 2мм, одержували заточенням і піддають лише ріжучу кромку інструмента, як прапіддавали нагріванню струмами високої частоти вило, з одного боку, що забезпечує інструменту до 1150-1250°С на глибину 0,2-1,0мм із середньою властивості самозаточування. Експериментально швидкістю 415град/хв, після чого ножі охолоджувстановлено, що регламентоване нагрівання до вали на повітрі. Твердість різальних кромок склала 1150-1250°С зі швидкістю не більш 500град/хв 50-58 HRC. приводить до утворення шару неповного розплавДля порівняння виготовляли ножі такого ж ролювання, що характеризується локальним оплавзміру за технологією і з матеріалу по найближчому ленням аустеніту поблизу графіту. При регламенаналогу. тованому нагріванні різальних кромок інструмента Ножі випробували в умовах цеху переробки при загартуванні зі швидкістю більш 500град/хв м'ясних продуктів. Ножі, виготовлені по заявляєможливо трещиноутворення, що неприпустимо. мому способу працювали до переточування в 1,6Рідкий прошарок, що утворився навколо гра1,8 рази довше, ніж ножі виготовлені по найближфіту, товщиною 20-200мкм при прискореному охочому аналогу; у той же час, за економічними оцінлодженні в зв'язку з інтенсивним тепловідвідом у ками, вони в 2-2,5 рази дешевше порівняльних. напрямку холодної частини інструменту, кристаліПриклад 2. Із означених у прикладі ] смуг прозується в ледебурит, що успадковує обрис витягкували стрижні з мірою витяжки 9, з яких виготовнутих графітних часток. При однобічному нагріляли протяжки діам. 10мм і довжиною 100мм для ванні зона неповного розплавлювання утвориться калібрування створів деталі силової передачі ванлише з однієї сторони кромки різального інструметажного автомобіля. Завдяки графіту, частинки нта, а інша сторона, що не нагрівалася до оплавякого мали вигляд волокон діам. 6-20мкм і довжилення, зберігається перлітною. У результаті кромною до 1000мкм, після поверхневої термічної обка різального інструмента з однієї сторони має робки струмами високої частоти, режим якої навесередню твердість 50-65 HRC, з ділянками підвидено в прикладі 1, у протяжках формували зону щеної локальною мікротвердості порядку 15 ГПа, а товщиною 1мм із твердістю 48-55 HRC. В порівз іншої сторони різальної кромки твердість складає нянні із протяжками, виготовленими з матеріалу 2,5-3,0 ГПа. найближчому аналогу, чавунні мали стійкість у 2,1 Наявність плоских ділянок ледебуриту, розмірази більшу і на 23% дешевші. щених уздовж різальної кромки, і перлітних проміТаким чином, заявляємий спосіб дозволяє 5 76261 6 одержати самозагострювальний інструмент за також знизити трудомісткість виробництва за рарахунок оптимізації структури і визначеного розхунок спрощення технології обробки литого чавуташування структурних складових, продовжити на. тим самим сумарний термін служби інструмента, а Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 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