Спосіб металотермічного приварювання інструментальної пластини із швидкорізальної сталі до основи інструменту

Спосіб металотермічного приварювання швидкорізальної сталевої інструментальної пластини до основи інструменту, який включає процес металотермічної реакції отримання рідкого сплаву, що відбувається в результаті горіння суміші терміту і порошку оксиду алюмінію, який відрізняє ться тим, що при проведенні металотермічної реакції додатково 3 27948 4 вводять лігатур у, а саме феромарганець, хромом, марганцем і іншою лігатурою. У феросиліцій, феромолібден, ферохром і кобальт, наступному сплав поступає у порожнину при цьому введення лігатури здійснюють після металотермічного приварювання 4 і міцно завершення процесу металотермічної реакції при приварюється до основи інструменту, яка наступному складі шихти, (% за масою): попередньо нагріта електроконтактним чи іншими карбон (С) 1,1-2,9 методами до 300-350°С. ферохром (65%-вий) 4,0-8,0 Приклад конкретного використання. оксид вольфраму (WO3) 6,0-24 Використовуються сплави, що отримані у ферованадій (75%-вий) 1,1-7,3 двокамерному реакторі в результаті горіння кобальт (Co) 4,0-7,0 термітних сумішей відповідних складів, що молібден (Мо) 0,1-0,5 наведені у таблиці 1. фероалюмінієвий терміт Решта. Переваги запропонованого способу металотермічного приварювання інструментальної пластини до основи інструменту полягають у тому, Хімічний склад термітних швидкорізальних сталей та склад ши хти що синтезований металотермічний сплав вміщує підвищену кількість силіцію, марганцю, молібдену і Марка сталі - аналог промислової Р18 кобальту, які поступають з лігатури, і деяку С 0,8 кількість алюмінію, що попадає у метал із Сr 3,2 фероалюмінієвого терміту і це сприяє переходу W 17, Хімічний склад* термітних частини силіцію і алюмінію у проміжкову зону V 1,0 швидкорізальних сталей (% за мас.) часткового оплавлення основи інструменту та Со запобігає випаданню в ній евтектичного цементиту Мо 0,2 при твердінні, при цьому зона приварювання АІ 0,1 отримується міцнішою ніж основний метал. С 1,3 На Фіг.1 приведена схема металотермічного Ферохром 4,9 реактору, де 1 - вер хня камера, 2 - нижня камера, (65%-вий) 3 - пластинка, що розділяє камери, 4 - порожнина WO3 21,7 для термітного приварювання, 5 - основа Склад шихти** Ферованадій інструменту на яку здійснюється приварювання 1,3 (75%-вий) інструментальної пластинки, 6 - запобіжна Co пластинка. Фероалюмінієвий реш Металотермічний реактор працює наступним терміт чином - у верхній камері 1 проходить металотермічні реакції горіння фероалюмінієвого *Вміст S і Р складав 0,02%. терміту і взаємодії оксиду вольфраму з алюмінієм **Молібден вводився у склад ши хти у кількості 0,2%. та розчинення у термітній швидкорізальній сталі графітового порошку, а також розділення рідких На Фіг.2 зображена схема продуктів реакції на металічну і шлакову фази. металотермічного реактора для приварювання При цьому шлакова фаза спливає, а рідкий сплав інструментальної пластини до основи інструменту, швидкорізальної сталі збирається у нижній частині де 1 - основа токарного різця, 2 - формувальна камери і пропалює тонку пластинку 3. Час суміш, 3 - опока, 4 - нижня камера реактора, 5 пропалювання пластини, залежить від її товщини і верхня камера реактора; 6 - кришка з отвором; 7 повинен бути достатнім для повного розділення пластина розділення верхньої та нижньої камер; 8 двох рідких фаз у камері 1. Камера 2 служить для - металотермічна суміш з графітовим порошком; 9 пізнього легування силіцієм, кобальтом, - лігатура; 10 - запобіжна пластина; 11 - порошок молібденом, хромом та іншими елементами. для ініціювання горіння (наприклад титану); 12 Розчинення пластини 6 приводить до виливання приварена пластина з інструментальної сталі. рідкого сплаву у порожнину приварювання 4, де і Основу токарного різця 1 заформовували у проходить додатковий розігрів і оплавлення пісчано-глиняну суміш 2. Інстр умент прикривався перегрітим сплавом основи інструменту, а після опокою 3 з формувальною сумішшю 2. У верхній охолодження і тверднення всієї системи - міцне камері 5 знаходилася металотермічна суміш з приварювання інструментальної пластини. графітовим порошком 8, горіння якої ініціюється Спосіб металотермічного приварювання титановим порошком 11. Верхня камера 5 і нижня швидкорізальної сталевої інструментальної камера 4 розділялися пластиною 7, яка пластини до основи інструменту здійснюють розчинялася синтезованим сплавом. В наступному наступним чином: у реакційній камері 1, де сплав виливався у нижню камеру 4 де проходить горіння суміші терміту і порошків оксиду здійснювалося його легування легуючими вольфраму та алюмінію і розділення за питомою елементами 9. Запобіжна пластина 10 у свою масою рідкометалічної фази від шлакової, чергу розчинялася синтезованою отримують перегрітий рідкий сплав. У камері швидкорізальною сталлю, яка виливалася у легування 2 відбувається взаємодія утвореного проміжок приварювання, утворюючи при розплаву швидкорізальної сталі з лігатурою під застиванні інструментальну пластинку 12. час перетікання його у порожнину термітного При використанні термітних приварювання 4. При цій взаємодії проходить швидкорізальних сталей для безпосереднього насичення рідкого сплаву силіцієм, молібденом, 5 27948 6 приварювання інструментального матеріалу на основу різця за допомогою високоекзотермічної Період стійкості* (у хвилинах) при точінні у залежності від шв реакції основа різця попередньо шліфувалася і зачищалася, а у наступному підігрівалася до № Ш Марка синтезованої швидкорізальної сталі температури 300-350°С. Після приварювання п/п 30 інструмент оброблявся за стандартною 1 Р18л 115/110 технологією. За такою технологією все ж 2 Р12л 100/90 найдоцільніше і легше отримувати пластини з 3 Р9л 92/80 термітної швидкорізальної сталі для механічного кріплення до основи різця. *У чисельнику період стійкості, що відноситься до експеримент Характеристики синтезованих знаменнику до промислових аналогічних сталей за [3]. металотермічних швидкорізальних сталей (питома вага g, твердість HRC, межа міцності на розтяг sв, Отримані дані свідчать, що спосіб отримання ударна в'язкість ан) наведені у таблиці 2. сплаву, умови твердіння і особливості синтезованого сплаву позитивно вплинули на Таблиця 2 властивості синтезованих сплавів, і дозволяють стверджувати, що ли ті термітні швидкорізальні Фізико-механічні властивості термітних швидкорізальних сталей сталі можуть застосовуватися для процесу різання, демонструючи властивості кращі, ніж у Марка сталі сплавів, отриманих промисловими технологіями. Маса карбідної № п/п HRC Таким чином, не зважаючи на підвищену вартість ан*, МДж/м 2 аналог g, кг/м 3 (х103) sв , МПа фази, % промислової синтезованого інструментального сплаву, 1 Р18л 8,6 64 враховуючи 2430автономність 147,0 процесу 25 синтезу, 2 Р12л 8,5 51 незалежність від складного обладнання для 1530 143,0 23 3 Р9л 8,4 59 синтезу, 1510 крупних джерел енергії та 20висока 130,0 горіння 4 Р6М3л 8,4 61 швидкість і - продуктивність процесу (час20 70,0 5 Р9К5л 8,3 60 суміші триває 20-30с), - відкривають 21широкі використання наплавлення 6 Р10К5Ф5л 8,2 59 можливості - для 24 термітних швидкорізальних сталей. Корисна модель може бути використана у * Випробування проводилися на взірцях із надрізом інструментальному виробництві при терміновому виготовленні заготовок інструментів (наприклад Основними параметрами, що встановлюють різців), а також при термітному наплавленні різальні властивості швидкорізальних сталей, крім інструментальних матеріалів на поверхні твердості, є їх теплостійкість і період стійкості заготовок у ремонтних цеха х. матеріалу при заданій швидкості різання (таблиця Джерела інформації: 3, 4). 1. А.с. №444600 "Способ изготовления Для оцінки періоду стійкості термітної прибыльной части литейной формы". швидкорізальної сталі (у хвилинах) 2. Патент України №253051 А МПК: 7В22С9/08 використовувалися стандартні пластини для Спосіб термітного зварювання чавунів/ прохідних різців, тип 01, код ОКП 0045 ГОСТ Ю.Ю.Жигуц, Ю.Ю. Скиба. Опубл. 15.01.2003; 25395-82 при умовах точіння Сталі 50 у залежності Бюл. №1 - прототип. від швидкості різання і марки різального сплаву 3. Справочник инструментальщика /Под общ. при різних режимах обробки на токарноред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение, револьверному верстаті Т1 - глибина різання 1мм, 1987. - 846с. подача на оберт 0,08мм (див. таблиця 4). З цієї точки зору найкращі властивості як інструментальний матеріал продемонстрували литі швидкорізальні термітні сталі марок Р18л та Р12л. Таблиця 3 Відносна шліфованість синтезованих термітних швидкорізальних сталей № п/п Марка сталі - аналог промислової 1 2 3 4 5 6 Р18л Р12л Р9л Р6М3л Р9К5л Р10К5Ф5л Залишковий аустеніт у поверхневому шарі, % 57 55 64 58 67 77 Відносна шліфованість Теплостійкість, °С 1,0 0,9 0,6 0,5 0.5 0,4 640 640 630 640 640 640 Таблиця 4 7 27948 8