Способ упрочнения твердосплавного инструмента

Изобретение относится к технологии изготовления и упрочнения твердосплавного инструмента и может быть использовано в инструментальном производстве для увеличения ресурса инструмента. Способ упрочнения включает предварительное покрытие наружных поверхностей термоизоляционным слоем, нагрев и пластическое деформирование рабочих поверхностей твердосплавного инструмента в нагретом состоянии, предварительную и окончательную заточку. Способ упрочнения обеспечивает повышение стойкости инструмента как на чистовых, так и на черновых операциях.

Изобретение относится к технологии изготовления и упрочнения твердосплавного инструмента.

Известны способы упрочнения твердосплавного инструмента путем обработкой металлическими щетками [Способ термомеханического упрочнения твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями (Авторское свидетельство SU N 1292995, опубл. 28.02.87).

Недостатками данного способа являются: небольшая толщина упрочненного слоя, которая определяется поверхностной деформацией на глубину нанесенного покрытия, что ограничивает возможности упрочнения инструмента, работающего на черновых операциях; предназначен только для твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями.

Наиболее близким по технической сущности является способ термомеханического упрочнения роликом (Способ упрочнения твердосплавного инструмента. Патент на изобретение RU N 2137590 C1, кл. B 24 B 39/00, C 21 D 7/00, 24.07.97), который осуществляют следующим образом:

- твердосплавный инструмент предварительно затачивают для придания ему заданной геометрической формы;

- нагревают до 600-800^oC, осуществляют пластическое деформирование, например, роликом с нагрузкой 500 - 2500 Н;

- окончательно затачивают.

Недостатками данного способа являются: большая глубина дефектного слоя (до 2 мм), который необходимо удалить, что ограничивает возможности упрочнения осевого инструмента.

Задачей изобретения является повышение ресурса твердосплавного инструмента, как на чистовых, так и на черновых операциях.

Эта задача достигается тем, что на наружную поверхность твердосплавной заготовки наносят термоизоляционный слой, нагревают до 900-1000^oC, пластическое деформирование осуществляют, например, роликами с нагрузкой 2000 - 9000 Н, а затем выполняют его затачивание.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с выявленными аналогами показывает, что способа упрочнения твердосплавного инструмента, характеризующегося признаками, идентичными отличительным признакам изобретения, не имеется.

Таким образом, заявляемое изобретение является новым, так как оно не известно, из уровня техники.

Предлагаемый способ упрочнения твердосплавного инструмента включающий, предварительное покрытие наружных поверхностей термоизоляционным слоем, нагрев и пластическое деформирование рабочих поверхностей твердосплавного инструмента в нагретом состоянии, заточку, осуществляют следующим образом.

Твердосплавную заготовку предварительно покрывают термоизоляционным слоем, например никелем (при этом толщина покрытия должна быть в пределах от 10 до 20 мкм. Экспериментальным путем установлено, что при увеличении толщины покрытия более 20мкм его эффективность не увеличивается, а себестоимость операции увеличивается. При величине покрытия менее 10 мкм появляется дефектный слой. Покрытую твердосплавную заготовку, закрепляют на оправке, установленной в патроне токарного станка. Вращающуюся заготовку нагревают до температуры от 900 до 1000°C (так как в данном диапазоне температур твердость твёрдосплавной заготовки снижается более чем в 4 раза, что упрощает процесс её деформации) и в нагретом состоянии осуществляют деформацию, например, обкаткой под нагрузкой 2000 – 9000 Н вращающимися роликами, закрепленными на оправке, установленной в задней бабке токарного станка, при этом заднюю бабку перемещают продольной подачей суппорта, а потом затачивают. Температуру нагрева инструмента и усилие деформации в указанных интервалах, а также продольную подачу подбирают таким образом, чтобы не допустить разрушение поверхностного слоя. Экспериментальным путем установлено, что максимальное значение продольной подачи не должно превышать 0,08 мм/об, при увеличении указанного диапазона значение микротвердости снижается.

Таким образом, предложенный способ упрочнения твердосплавного инструмента позволяет изменять глубину упрочненного слоя с учетом назначения инструмента и условий его эксплуатации. Например, лезвие инструмента, предназначенного для чистовой обработки, износ которого не превышает 0,5 мм, упрочняют на глубину до 1 мм, а для инструмента, предназначенного для черновой обработки, упрочняют на глубину более 1 мм в зависимости от условий работы инструмента. Производственные испытания осевого твердосплавного инструмента (концевых фрез), обкатанных роликами при температуре 900-1000°C под нагрузкой около 4800 Н, после предварительной и окончательной заточки показали повышение стойкости не менее чем в 1,5 раза.