инструмент из быстрорежущей стали марки р18

Классы МПК:B23D13/00 Резцы и резцедержатели для строгальных или долбежных станков
B23B27/00 Резцы для токарных или расточных станков
B23B51/00 Режущие инструменты для сверлильных станков
B23C5/00 Фрезы
B23G5/00 Инструменты для нарезания резьбы; резьбонарезные головки
C21D1/09 непосредственным действием электрической или волновой энергии; облучением частицами
C21D9/22 сверл; фрез; резцов для металлорежущих станков 
C22C38/24 с ванадием
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-03-07
публикация патента:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для холодной и горячей механической обработки различных материалов, преимущественно металлов и их сплавов. Инструмент из быстрорежущей стали Р18 может представлять собой резец, фрезу, сверло, метчик и т.д. Инструмент, выполненный из быстрорежущей стали марки Р18, содержащей инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазу - мартенсит инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -Fe, легированный хромом и вольфрамом, инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазу - аустенит, легированный хромом и вольфрамом, и карбид быстрорежущей стали Fe3W 3C. Концентрация аустенита составляет не более 4,4±0,5 мас.%, концентрация мартенсита - не менее 84,3±4,0 мас.%, а концентрация Fe3W3 C - 11,3±0,6 мас.%. Увеличивается прочность и уменьшается хрупкость инструмента. Увеличивается срок службы инструмента. 1 табл.

Формула изобретения

Инструмент, выполненный из быстрорежущей стали марки Р18, содержащей инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазу - мартенсит инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -Fe, легированный хромом и вольфрамом, инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазу - аустенит, легированный хромом и вольфрамом, и карбид быстрорежущей стали Fe3W 3C, отличающийся тем, что концентрация аустенита составляет не более (4,4±0,5) мас.%, концентрация мартенсита - не менее (84,3±4,0) мас.%, а концентрация Fe3 W3C - (11,3±0,6) мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для холодной и горячей механической обработки различных материалов, преимущественно металлов и их сплавов, и может быть выполнено в виде различного типа резцов, фрез, сверл, метчиков и т.д.

Известен инструмент, изготовленный из быстрорежущей вольфрамовой стали Р9 [1]. Недостатком инструмента, изготовленного из стали Р9, является ухудшение шлифуемости: возникновение при шлифовании прижогов и налипания обрабатываемого металла на инструмент.

Наиболее близким к заявляемому инструменту является инструмент, изготовленный из быстрорежущей вольфрамовой стали Р18 [2]. Недостатком инструмента из стали Р18 является большое содержание карбидов в стали, что приводит к меньшим значениям прочности и пластичности по сравнению со сталями с меньшим содержанием вольфрама.

Заявляемое изобретение направлено на увеличение прочности и уменьшение хрупкости быстрорежущей стали Р18 и, тем самым, на увеличение срока службы инструмента, изготовленного из нее.

Указанный результат достигается тем, что в инструменте, изготовленном из быстрорежущей стали марки Р18, содержащей инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазу - мартенсит инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -Fe, легированный хромом и вольфрамом - Fe 48CrW (ОЦК), инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазу - аустенит инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -Fe, легированный хромом и вольфрамом Fe 48CrW (ГЦК), и карбид быстрорежущей стали Fe 3W3C, концентрация аустенита составляет не более 4,4 мас.%, концентрация мартенсита - не менее 84,3 мас.%, а концентрация Fe3W3 C остается практически неизменной.

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются:

- выбор концентрации аустенита, не превышающей 4,4 мас.%;

- выбор концентрации мартенсита не меньше 84,3 мас.%;

- сохранение практически неизменной концентрации карбида быстрорежущей стали.

Экспериментально установлено, что концентрация инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазы железа - аустенита инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -Fe, легированного хромом и вольфрамом - Fe 48CrW, реализуемая в заявляемом инструменте и равная 4,4 мас.%, в 3,25 раза меньше концентрации инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазы в базовом инструменте.

Эта концентрация является минимально достижимой под воздействием ионизирующей радиации в условиях наших опытов. Концентрации инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазы, большие 4,4 мас.% и реализуемые при других режимах ионизирующей радиации, приводят к меньшему увеличению прочности по сравнению с базовым инструментом. Поэтому их применение в заявляемом инструменте нецелесообразно.

Экспериментально установлено, что концентрация инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазы - мартенсита инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -Fe, легированного хромом и вольфрамом - Fe 48CrW, реализуемая в заявляемом инструменте и равная 84,3 мас.%, на 16% больше концентрации инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазы в базовом инструменте.

Эта концентрация является максимально достижимой под воздействием ионизирующей радиации в условиях наших опытов. Концентрации инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фазы, меньшие 84,3 мас.% и реализуемые при других режимах ионизирующей радиации, приводят к меньшему увеличению прочности по сравнению с базовым инструментом. Поэтому их применение в заявляемом инструменте нецелесообразно.

Экспериментально установлено, что концентрация карбида быстрорежущей стали Fe 3W3С практически не изменяется под действием ионизирующей радиации и остается равной около 11-12 мас.%.

Сущность заявляемого изобретения поясняется нижеследующим описанием.

Инструмент представляет собой единое целое и не имеет движущихся частей, поэтому работа инструмента не описывается и чертежи, поясняющие работу инструмента, не приводятся.

Аустенит инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -Fe, легированный хромом и вольфрамом - Fe 48CrW (инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фаза), имеющий гранецентрироваанную кубическую решетку, необходим при закалке изделий из быстрорежущих сталей [3], но после закалки он оказывает на инструмент лишь отрицательное действие, уменьшая срок его службы. Обычно концентрацию аустенитов стали после закалки изделий, изготовленных из нее, уменьшают путем многократных отжигов (отпуск стали). Эти отжиги ухудшают свойства закаленной стали.

Экспериментально установлено, что воздействие проникающей радиации на инструмент, изготовленный из стали Р18, уменьшает концентрацию аустенита в ней, который переходит в мартенсит.

Проверка достижения заявленного технического результата осуществлялась следующим образом. Базовые образцы из быстрорежущей стали Р18 и образцы из стали Р18, подвергнутые радиационной обработке, исследовались методом рентгеновской дифрактометрии. Фазовый состав стали определялся при помощи программ PHAN и PHAN% [4].

Пример

Образцы цилиндрической формы (диски) диаметром 20 мм и толщиной 5 мм после термообработки (закалки и отпуска) облучались со стороны одного из плоских оснований проникающей радиацией. Образцы, как необлученный (базовый), так и облученные, исследовались методом рентгеновской дифрактометрии. Результаты экспериментов представлены в таблице.

Из таблицы ясно, что, благодаря радиационной обработке, концентрация остаточного аустенита уменьшается в 3,25 раза. Аустенит переходит в мартенсит, поэтому в условиях опыта концентрация мартенсита увеличивается на 16%. Концентрация карбида быстрорежущей стали с учетом ошибок измерений не изменяется в результате облучения.

Таблица

Концентрации (мас.%) мартенсита, аустенита и карбида быстрорежущей стали Fe 3W3С в образцах быстрорежущей стали марки Р18 в необлученном образце и образце, подвергнутом воздействию проникающей радиации
Фаза Необлученный образецОблученный образец
инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фаза72,7±5,3 84,3±4,0
инструмент из быстрорежущей стали марки р18, патент № 2307007 -фаза14,3±1,3 4,4±0,5
Fe 3W3C13,0±1,1 11,3±0,6

Столь заметное уменьшение концентрации остаточного аустенита безусловно уменьшает хрупкость инструмента, изготовленного из стали Р18, хотя точную оценку величины уменьшения трудно дать, исходя из представленных данных. Увеличение срока службы инструмента, изготовленного из стали Р18 и подвергнутого радиационной обработке, благодаря переходу аустенита в мартенсит, необходимо определять экспериментально.

Источники информации

1. Геллер Ю.Г. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1968. - 568 с. - С.354-355.

2. Геллер Ю.Г. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1968. - 568 с. - С.353 (прототип).

3. Геллер Ю.Г. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1968. - 568 с. - С.178-188.

4. Шелехов Е.В., Свиридова Т.А. Программы для рентгеновского анализа поликристаллов // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2000. - №8. - С.16-19.

Класс B23D13/00 Резцы и резцедержатели для строгальных или долбежных станков

способ фиксации и заточки режущих пластин режущего инструмента и режущий инструмент -  патент 2526655 (27.08.2014)
способ обработки многогранного профильного вала чашечным долбяком -  патент 2509634 (20.03.2014)
способ восстановления профильного вала сегментным профильным долбяком -  патент 2502584 (27.12.2013)
способ графического проектирования долбяков для обработки профильных валов -  патент 2488466 (27.07.2013)
граверный резец -  патент 2399463 (20.09.2010)
способ долбления и долбяк для его осуществления -  патент 2385786 (10.04.2010)
строгальный резец -  патент 2311271 (27.11.2007)
инструмент из стали х12мф -  патент 2306207 (20.09.2007)
инструмент из быстрорежущей стали р6м5 -  патент 2306206 (20.09.2007)
инструмент из быстрорежущей стали р18 -  патент 2306205 (20.09.2007)

Класс B23B27/00 Резцы для токарных или расточных станков

Класс B23B51/00 Режущие инструменты для сверлильных станков

направляющее приспособление для режущего инструмента и режущий инструмент, включающий в себя направляющее приспособление -  патент 2529433 (27.09.2014)
режущий инструмент со сменными режущими кромками и режущие пластины для использования в нем -  патент 2529137 (27.09.2014)
спиральное сверло с криволинейными режущими кромками -  патент 2528593 (20.09.2014)
способ фиксации и заточки режущих пластин режущего инструмента и режущий инструмент -  патент 2526655 (27.08.2014)
сверлильный инструмент, прежде всего для технологических машин вращательного и/или ударного действия -  патент 2526335 (20.08.2014)
сверлильный инструмент для технологических машин вращательного и/или ударного действия -  патент 2525950 (20.08.2014)
сверлильная головка с осевыми колебаниями -  патент 2525871 (20.08.2014)
режущий инструмент (варианты) -  патент 2524464 (27.07.2014)
двусторонняя режущая пластина для сверла -  патент 2524290 (27.07.2014)
косвенное охлаждение вращающегося режущего инструмента -  патент 2522401 (10.07.2014)

Класс B23C5/00 Фрезы

режущий инструмент со сменными режущими кромками и режущие пластины для использования в нем -  патент 2529137 (27.09.2014)
способ установки осевых двухлезвийных режущих инструментов -  патент 2528587 (20.09.2014)
способ фиксации и заточки режущих пластин режущего инструмента и режущий инструмент -  патент 2526655 (27.08.2014)
фрезерный инструмент с устройством непрерывной подачи жидкости -  патент 2525880 (20.08.2014)
косвенное охлаждение вращающегося режущего инструмента -  патент 2522401 (10.07.2014)
режущая пластина и режущий инструмент -  патент 2521777 (10.07.2014)
инструментодержатель и инструментальная оправка для него -  патент 2521541 (27.06.2014)
режущий инструмент с механизмом регулирования в двух направлениях -  патент 2521535 (27.06.2014)
режущая пластина и вращающийся режущий инструмент -  патент 2519208 (10.06.2014)
держатель инструмента с демпфирующим средством -  патент 2519192 (10.06.2014)

Класс B23G5/00 Инструменты для нарезания резьбы; резьбонарезные головки

Класс C21D1/09 непосредственным действием электрической или волновой энергии; облучением частицами

стенд лазерной закалки опорной поверхности игл вращения высокоскоростных центрифуг -  патент 2527979 (10.09.2014)
способ упрочнения металлических изделий с получением наноструктурированных поверхностных слоев -  патент 2527511 (10.09.2014)
способ повышения физико-механических свойств инструментальных и конструкционных материалов методом объемного импульсного лазерного упрочнения (оилу) -  патент 2517632 (27.05.2014)
способ производства листовой электротехнической анизотропной стали и листовая электротехническая анизотропная сталь -  патент 2514559 (27.04.2014)
способ формирования износостойкого покрытия деталей -  патент 2510319 (27.03.2014)
лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой -  патент 2509813 (20.03.2014)
текстурованный лист электротехнической стали и способ его получения -  патент 2509163 (10.03.2014)
способ улучшения магнитных свойств анизотропной электротехнической стали лазерной обработкой -  патент 2501866 (20.12.2013)
способ упрочнения изделий из твердых сплавов -  патент 2501865 (20.12.2013)
способ обработки изделий из высокоуглеродистых легированных сплавов -  патент 2494154 (27.09.2013)

Класс C21D9/22 сверл; фрез; резцов для металлорежущих станков 

способ термической обработки штампов и пресс-форм -  патент 2527575 (10.09.2014)
способ подготовки структуры стали к дальнейшей термической обработке -  патент 2526341 (20.08.2014)
способ повышения физико-механических свойств инструментальных и конструкционных материалов методом объемного импульсного лазерного упрочнения (оилу) -  патент 2517632 (27.05.2014)
способ термической обработки режущего инструмента с напаянной твердосплавной пластиной -  патент 2517093 (27.05.2014)
способ изготовления инструментального композиционного материала -  патент 2483123 (27.05.2013)
способ упрочнения наплавленной быстрорежущей стали -  патент 2483120 (27.05.2013)
способ термической обработки бойков и тяжелонагруженных штампов -  патент 2471878 (10.01.2013)
способ повышения работоспособности твердосплавного режущего инструмента методом импульсной лазерной обработки (ило) -  патент 2460811 (10.09.2012)
способ электронно-пучкового упрочнения твердосплавного инструмента или изделия -  патент 2457261 (27.07.2012)
способ упрочнения разделительного штампа -  патент 2452780 (10.06.2012)

Класс C22C38/24 с ванадием

Наверх