RU2354718C2 - Strengthening method of tool made of high-speed steel - Google Patents
Strengthening method of tool made of high-speed steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354718C2 RU2354718C2 RU2007108102/02A RU2007108102A RU2354718C2 RU 2354718 C2 RU2354718 C2 RU 2354718C2 RU 2007108102/02 A RU2007108102/02 A RU 2007108102/02A RU 2007108102 A RU2007108102 A RU 2007108102A RU 2354718 C2 RU2354718 C2 RU 2354718C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- speed steel
- treatment
- solution
- increasing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title abstract 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- VSOYJNRFGMJBAV-UHFFFAOYSA-N N.[Mo+4] Chemical compound N.[Mo+4] VSOYJNRFGMJBAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится химико-термической обработке металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали, в частности к упрочняющей обработке.The invention relates to chemical-thermal treatment of metal cutting tools made of high speed steel, in particular to hardening processing.
Известен способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали Р6М5, включающий его закалку, механическую обработку, обработку раствором эпилама в течение 3-5 минут и процесс нитроцементации (см. авторское свидетельство СССР №1516500, кл. C21D 9/22).A known method of hardening tools made of high-speed steel P6M5, including hardening, machining, treatment with an epilam solution for 3-5 minutes and the process of nitrocarburizing (see USSR author's certificate No. 1516500, class C21D 9/22).
Недостатком указанного способа является:The disadvantage of this method is:
- недостаточно высокая износостойкость инструмента при резании труднообрабатываемого материала.- insufficiently high wear resistance of the tool when cutting hard material.
Известен способ упрочнения инструмента из быстрорежущей стали, включающий его закалку, обработку раствором фторсодержащего поверхностно-активного вещества (ФПАВ) и обработку холодом, т.е. ударным погружением в жидкий азот на 10 минут (см. авторское свидетельство СССР №1252364, кл. C21D 9/22, 1986 г.).A known method of hardening a tool made of high speed steel, including hardening, treatment with a solution of a fluorine-containing surfactant (FPAW) and processing with cold, i.e. shock immersion in liquid nitrogen for 10 minutes (see USSR author's certificate No. 1252364, class C21D 9/22, 1986).
Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:
- недостаточно высокая износостойкость инструмента при резании труднообрабатываемого материала;- insufficiently high wear resistance of the tool when cutting hard material;
- высокая летучесть и вредность фторсодержащего поверхностно-активного вещества (ФПАВ).- high volatility and harmful fluorine-containing surface-active substances (FPAS).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ повышения стойкости резьбообразующего инструмента, где после термообработки и заточки инструмент выдерживают в водном растворе эпилама, в качестве которого используют молибденокислый аммоний, в течение 10 минут, нагревают ТВЧ до 560-580°С, затем обрабатывают в среде жидкого азота в течение 10-15 минут (см. Межвузовский сборник научных трудов под редакцией проф. Г.С.Гуна. Обработка сплошных и слоистых материалов. Выпуск 32, Магнитогорск, 2005, с.85-86).The closest in technical essence and the achieved effect is a method of increasing the resistance of a thread-forming tool, where after heat treatment and sharpening, the tool is kept in an aqueous solution of epilam, which is used as ammonium molybdenum, for 10 minutes, the HDTV is heated to 560-580 ° C, then treated in liquid nitrogen for 10-15 minutes (see. Interuniversity collection of scientific papers edited by prof. G.S. Guna. Processing of continuous and layered materials. Issue 32, Magnitogorsk, 2005, p. 85-86).
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- низкая проникающая способность в материал инструмента;- low penetration into the tool material;
- невысокая химическая стабильность;- low chemical stability;
- высокие затраты по утилизации отработанного эпилама.- high costs for the disposal of spent epilam.
Задачей изобретения является повышение стойкости инструмента при обработке материала с повышенной твердостью.The objective of the invention is to increase the tool life when processing material with high hardness.
Поставленная задача решается тем, что в способе упрочнения инструмента из быстрорежущей стали, включающем обработку в растворе эпилама, предварительный нагрев и обработку инструмента в среде жидкого азота, согласно изобретению предварительный нагрев инструмента осуществляют до температуры 590÷610°С, а в качестве эпилама используют раствор Полизам-0,5.The problem is solved in that in the method of hardening a tool made of high speed steel, including processing in an epilam solution, preheating and processing the tool in liquid nitrogen, according to the invention, the tool is preheated to a temperature of 590 ÷ 610 ° C, and a solution is used as an epilam Polysam-0.5.
Температура предварительного нагрева выбрана экспериментально в пределах 590-600°С. Быстрое охлаждение после нагрева в среде жидкого азота приводит к формированию в приповерхностных слоях инструмента достаточно высоких остаточных напряжений сжатия. При более высоких температурах предварительного нагрева инструмента после охлаждения в среде жидкого азота на инструменте возникают трещины и происходит разрушение, т.е. «отшелушивание», приповерхностного слоя. Если температура предварительного нагрева невысокая, то остаточные напряжения будут небольшими, что не окажет положительного влияния на усталостную прочность приповерхностных слоев.The preheating temperature was selected experimentally in the range of 590-600 ° C. Quick cooling after heating in liquid nitrogen leads to the formation of sufficiently high residual compressive stresses in the surface layers of the tool. At higher temperatures of pre-heating the tool after cooling in liquid nitrogen, cracks occur on the tool and destruction occurs, i.e. "Exfoliation" of the surface layer. If the preheating temperature is not high, then the residual stresses will be small, which will not have a positive effect on the fatigue strength of the surface layers.
В качестве эпилама для специальной обработки инструмента используют полимерную защитную композицию «Полизам», состав которой описан в патенте РФ №2141496, кл. C09D 127/24. Нанесение защитного покрытия осуществляют либо погружением в раствор, либо аэрозольным распылением. Нанесенная на поверхность инструмента защитная пленка (около 30-50 Å) Полизама создает антифрикционный эффект, заключающийся в локализации поверхностных микротрещин и снижении коэффициента трения. Антифрикционный эффект создается при сравнительно низких температурах контакта до 400°С, т.е. при низких скоростях резания, какими являются технологические процессы нарезания резьбы метчиками, сверление отверстий.As an epilame for special processing of the instrument, the polymer protective composition “Polizam” is used, the composition of which is described in RF patent No. 2141496, class. C09D 127/24. The application of a protective coating is carried out either by immersion in a solution or by aerosol spraying. A protective film applied to the surface of the instrument (about 30-50 Å) of Polysam creates an anti-friction effect consisting in the localization of surface microcracks and a decrease in the coefficient of friction. The antifriction effect is created at relatively low contact temperatures up to 400 ° C, i.e. at low cutting speeds, which are the technological processes of tapping, drilling holes.
Благодаря настоящему изобретению повышается износостойкость и усталостная прочность инструмента из быстрорежущей стали за счет предварительного наведения в приповерхностных слоях остаточных сжимающих напряжений, для получения которых предварительно нагретый инструмент погружают в среду жидкого азота, а антифрикционность - за счет образования пленки при обработке в растворе Полизама.Thanks to the present invention, the wear resistance and fatigue strength of a tool made of high-speed steel is increased due to the preliminary induction of residual compressive stresses in the surface layers, to obtain which the pre-heated tool is immersed in liquid nitrogen, and antifriction due to the formation of a film during processing in the Polisam solution.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Обработке подвергают метчики, рабочая часть которых выполнена из стали Р6М5, предназначенных для нарезки резьбы М9×1 в гайках после термообрабки с твердостью 22÷30 HRC. После термообработки по заводской технологии, шлифовки и заточки на заданную геометрию метчики погружают на 8÷10 минут в раствор эпилама Полизам-0,5. После окончания эпиламирования рабочую часть инструмента нагревают до температуры 590÷600°С, затем погружают в жидкий азот, имеющий температуру - 196°С, с выдержкой 10÷12 минут.The taps are machined, the working part of which is made of P6M5 steel, designed for threading M9 × 1 in nuts after heat treatment with a hardness of 22 ÷ 30 HRC. After heat treatment according to the factory technology, grinding and sharpening for a given geometry, the taps are immersed for 8 ÷ 10 minutes in the Polizam-0.5 epilam solution. After the end of epilation, the working part of the tool is heated to a temperature of 590 ÷ 600 ° C, then immersed in liquid nitrogen having a temperature of 196 ° C, with a holding time of 10 ÷ 12 minutes.
Применение предлагаемого способа упрочнения позволяет повысить усталостную прочность и увеличить стойкость метчиков при нарезании резьбы в гайках с повышенной твердостью в 2÷3 раза по сравнению с прототипом.The application of the proposed method of hardening allows to increase the fatigue strength and increase the resistance of the taps when threading nuts with increased hardness by 2 ÷ 3 times in comparison with the prototype.
Метчики, прошедшие упрочняющую обработку по предлагаемому способу, можно один-два раза перетачивать, а затем необходимо снова провести их упрочнение по предлагаемому способу.Taps that have undergone hardening processing by the proposed method can be re-sharpened once or twice, and then it is necessary to reinforce them by the proposed method again.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007108102/02A RU2354718C2 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Strengthening method of tool made of high-speed steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007108102/02A RU2354718C2 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Strengthening method of tool made of high-speed steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007108102A RU2007108102A (en) | 2008-09-10 |
| RU2354718C2 true RU2354718C2 (en) | 2009-05-10 |
Family
ID=39866583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007108102/02A RU2354718C2 (en) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | Strengthening method of tool made of high-speed steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2354718C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623929C1 (en) * | 2016-10-18 | 2017-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Криогенная технология повышения ресурса" | Method of thermal processing of products with metallic coating |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1353753A (en) * | 1971-04-22 | 1974-05-22 | British Oxygen Co Ltd | Metal hardening process |
| SU1479529A1 (en) * | 1986-08-25 | 1989-05-15 | Предприятие П/Я Р-6028 | Method of heat treatment of tools |
| RU2023027C1 (en) * | 1991-07-30 | 1994-11-15 | Шматов Александр Анатольевич | Method of strengthening tool of high speed steel |
| RU2141496C1 (en) * | 1999-05-13 | 1999-11-20 | Гуринович Дмитрий Эдуардович | Protective polymeric composition |
-
2007
- 2007-03-05 RU RU2007108102/02A patent/RU2354718C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1353753A (en) * | 1971-04-22 | 1974-05-22 | British Oxygen Co Ltd | Metal hardening process |
| SU1479529A1 (en) * | 1986-08-25 | 1989-05-15 | Предприятие П/Я Р-6028 | Method of heat treatment of tools |
| RU2023027C1 (en) * | 1991-07-30 | 1994-11-15 | Шматов Александр Анатольевич | Method of strengthening tool of high speed steel |
| RU2141496C1 (en) * | 1999-05-13 | 1999-11-20 | Гуринович Дмитрий Эдуардович | Protective polymeric composition |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Межвузовский сборник научных трудов под ред. проф. Г.С. ГУННА. Обработка сплошных и слоистых материалов, вып.32. - Магнитогорск, 2005, с.85-86. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623929C1 (en) * | 2016-10-18 | 2017-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Криогенная технология повышения ресурса" | Method of thermal processing of products with metallic coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007108102A (en) | 2008-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Castro et al. | Influence of the nitriding time in the wear behaviour of an AISI H13 steel during a crankshaft forging process | |
| Kumar et al. | Effect of tribological process parameters on the wear and frictional behaviour of Cr-(CrN/TiN) composite coating: an experimental and analytical study | |
| Neves et al. | Efficiency of the laser texturing on the adhesion of the coated twist drills | |
| JP2015510040A (en) | Local hardening of metal surfaces | |
| Hong et al. | Strengthening surface generation mechanism of carburizing-assisted grinding | |
| Wang et al. | Surface integrity analysis of 20CrMnTi steel gears machined using the WD-201 microcrystal corundum grinding wheel | |
| RU2354718C2 (en) | Strengthening method of tool made of high-speed steel | |
| Basori et al. | Effect of Salt quenching on the microstructures and mechanical properties of AISI 1045 steel | |
| Dayanç et al. | The cathodic electrolytic plasma hardening of steel and cast iron based automotive camshafts | |
| Kombayev et al. | Improving wear resistance by electrolyte-plasma hardening of corrosion-resistant steel of the tip | |
| Gurey et al. | Fatigue strength of steel samples after friction treatment | |
| Sridharan et al. | Influence of material microstructure on grindability of bearing steel | |
| Zhou et al. | Influence of processing medium on frictional wear properties of ball bearing steel prepared by laser surface melting coupled with bionic principles | |
| Skakov et al. | The formation of modified layers at high-speed steels after electrolytic-plasma nitriding | |
| Vivek et al. | Improvement in the graphite electrode wear characteristic of electrical discharge machined Nimonic 90 through plasma nitriding, laser hardening and duplex process | |
| Akhter et al. | Laser surface hardening of GCr15 bearing steel ring | |
| Grum | Residual stresses in induction hardened steels | |
| Yakovlev et al. | Efficiency of electromechanical treatment of VT22 Titanium Alloy in the manufacture and repair of transport components | |
| CZ29590U1 (en) | Tool made of cutting-tool steel with increased service life | |
| RU2556897C1 (en) | Surface hardening by cutting-forming tool | |
| He et al. | Micro-flame-assisted laser surface texturing for enhancing tribological properties of 40Cr steel | |
| Prince et al. | The effects of boriding and heating on the ductility, strength, and toughness of AISI 1045 steel | |
| Catana | INFLUENCE OF HEAT TREATMENTS WITH CONCENTRATED ENERGY SOURCES ON THE CAST IRONS MECHANICAL PROPERTIES. | |
| Feng et al. | Surface hardness after high efficiency deep grinding for hardened steel | |
| Ogwu et al. | Electrolytic-plasma modification for the surface hardening of a low-carbon Structural steel for Friction and wear-resistant applications. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140306 |