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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2162780
VERFAHREN ZUR Herstellung und Verarbeitung von Formwerkzeugen, HAUPTSÄCHLICH
Finishing AMBER
Name des Antragstellers: Kaliningrad State Technical University
Name des Erfinders:. Tilipalov VN; Tarasov AN. Makarskii VA. Butorin SY
Der Name des Patentinhabers: Kaliningrad State Technical University
Korrespondenzanschrift: 236000, Kaliningrad, sowjetische Avenue. 1, Kaliningrad State Technical University, Vizerektor für Forschung Shutov VA
Startdatum des Patents: 1998.03.18
Die Erfindung betrifft Metallurgie, insbesondere auf die Verarbeitung von Werkzeugen auf einem Metallsockel Schneiden und kann Anwendung im Maschinenbau, Konstruktion und der Schmuckindustrie, aber auch im Instrument. Erstens eine mechanische Körperbehandlung und Endbearbeitung des geometrischen Profil der Arbeitsflächen durchzuführen, dann Wärmebehandlung Werkzeug. Dies wird durch die Bildung von Kurzimpulsfunkenlegierungs Ferrobor Verschleißbeschichtung gefolgt Dicke von 1 bis 5 mm mit einem Körpermaterial und Reflow-Wärmebehandlung. Darüber hinaus ist der Werkzeugkörper aus hitzebeständigen kohlenstoffarmen Stählen und Edelstählen ferritischen, martensitischen, austenitischen hergestellt. Schmelzen elektroFunken Legieren Ferrobor durchgeführt bis zu einer Tiefe von 0,5 Ferrobor Durchmesser. 5 o C / s bis 500 - - 550 ° C Die Wärmebehandlung Werkzeuggehäuse vor Funken Legieren mit einer Kühlrate von 0,5 durchgeführt Die Wärmebehandlung gehärteter Werkzeug mit nitrooksidirovaniem bei 350 kombiniert - 550 o C. Das Verfahren ist technisch die Implementierung nicht signifikanten Hardware - Kosten und Trägermaterialien erfordern.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Metallurgie, insbesondere auf die Verarbeitung von Werkzeugen auf Metallbasis der Scheibe Trennscheiben, Klingen, Mühlen, aushärtbaren elektrischen Funkens, Plasma, Laser - Diffusionsschichten bilden Füllmaterialien verwenden, und kann bei der Herstellung von Spezialwerkzeugen für die Verarbeitung von Mineralien in Schmuck verwendet werden , Verbundstoffe, Keramik und prezitsionnyh Baulegierungen in der Technik, sondern auch Elektro- und Elektronik.
Bekannte Sputter - Verfahren auf einem Diffusionsbeschichtung Teile und Werkzeuge aus Eisen - Metallen. Das Verfahren umfasst eine Mischung aus Chrom-Gruppenelementen, Oxide und Halogenide von Aluminium / 1 / Anwendung.
Der Nachteil dieser Verfahren ist eine geringe Haftfestigkeit und der Kontakt, was zu dem Verarbeitungsverfahren anwendbar abrazivomyagkih Materialien und Mineralstoffe.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung und Verarbeitung des Schneidwerkzeuges für die Bearbeitung Mineralien, Marmor, stellt Komposite zylindrische Schneidwerkzeugen für die Metallbindung und Gehäuse aus Metalllegierungen durch Galvanisieren des Schneidteils der Füllung des synthetischen Diamant / 2 / oder in anderer Weise Bilden einer Schicht aus superhartem bornitridnyh bilden Teile mit Nickelplattierung Schneiden, in Gegenwart einer Komponente mit niedrigem Schmelz / 3 / schmelzen.
Die Methoden sind identisch und nicht über eine feste Verbindung an der Basis der Schneid Komponenten, geringe Verschleißfestigkeit und Kontaktkorrosionsstandzeit bereitzustellen.
In der Nähe von dem beanspruchten Verfahren ist ein Verfahren zur Verarbeitung von polykristallinen Diamantschneidwerkzeug und Bornitrid und diamantartigen und anderen Verbindungen / 4 / (Prototyp). Das Verfahren weist auf ein Stahlsubstrat von Feststoffpartikeln durch die Lotschicht Abscheiden der Dicke der aufgebrachten Schicht bis 1000 Mikrometer, Schmelztemperatur 950 bis 1300 o C.
Verfahren zur Herstellung und Handhabung des Prototyps Instrument folgende Nachteile: die hohen Kosten und die Komplexität der Verarbeitung, beeinträchtigt und das Auftreten von Defekten der Hauptschneidkomponente, die Unmöglichkeit, wie bei der Bildung von Analoga des Übergangskanten mit einem Radius von weniger als 1,5 mm, unzureichende Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit in der Zone, Kontakt und Spaltkorrosion unter Verwendung von Schneideflüssigkeiten. Alle der oben genannten Verfahren sind nicht umweltfreundliche Weise.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst werden soll , um die Verschleißfestigkeit, Festigkeit, Bearbeitbarkeit komplexen Konfigurationswerkzeug zu erhöhen, die Möglichkeit Übergang des Ausbildens Kanten mit einem Radius von weniger als 1,5 mm. Zugleich verringert es die Komplexität der Herstellung, Werkzeugkosten.
Um diese Aufgabe zu erreichen, das Verfahren zur Herstellung und Verarbeitung von Formwerkzeug, das auf Arbeitsflächen des Werkzeugkörpers verschleißfeste Beschichtung die Bildung beinhaltet, führen Sie zunächst eine mechanische Körperbehandlung und Endbearbeitung des geometrischen Profil der Arbeitsfläche, dann - thermische Verarbeitung Werkzeuge, gefolgt von Funkenkurzimpuls Bildung der verschleißfesten Beschichtung Doping Ferrobors 1,5 mm dickes Material mit dem Schmelzkörper und der Wärmebehandlung.
Werkzeugkörper aus hitzebeständigen kohlenstoffarmen Stählen und Edelstählen ferritischen, martensitischen, austenitischen gemacht.
Schmelzen elektroFunken Legieren Ferrobor durchgeführt bis zu einer Tiefe von 0,5 Ferrobor Durchmesser.
Die Wärmebehandlungswerkzeug - Gehäuse vor Funken Legieren bei einer Abkühlungsrate von 0,5-5 ° C / s auf 500 bis 550 o C durchgeführt
Die Wärmebehandlung gehärteter Werkzeug mit nitrooksidirovaniem bei 350-550 o C kombiniert
In der Beschreibung der Erfindung, die an zusätzlichen Materialien wie folgt dargestellt:
 Fig. 1 - die Art der Bildung von Ferrobor Schicht auf die Figur des Schneidteils |
 Fig. 2 - fraktogramma Oberfläche förmige Schneidwerkzeug mit einer abgeschiedenen Schicht durch den elektrischen Weg Ferrobors by-Modus 1 x 10 |
 Fig. 3 - die gleiche wie für den Modus 2 x 10 |
 Fig. 4 - Mikrostruktur von Diamant-Polieren Bernstein Kreis |
 Fig. 5 - "Minarett" amber verarbeitet Instrument für das vorgeschlagene Verfahren, x 1,1 | |
Das Wesen der Prozesse der Bildung von haltbaren, abriebfesten Schicht auf der Oberfläche des geformten Schleifwerkzeuges ist wie folgt. Die polierte Oberfläche unter Anwendung von Ferrobor mit schmelzendem Grundlagen schaffen die Möglichkeit einer einheitlicheren Funken Doping Körper einen Übergang Unterschicht von hoher Festigkeit mit einer glatten Änderung der Mikrohärte des Stahlgehäuses zu den Schneid FeB Teilchen, FEB 2 mit einer Härte von einer Größenordnung höher ist als die Härte des Werkzeugkörpers zu bilden. So Verschlechterung der Oberflächenreinheit Klasse R = 0,6-1,0 mm erhöht die Oberflächenpassivierung Verbindung und baut Ferrobors Partikel auf das Substrat.
Das ausgewählte Partikelgröße und Schichtdicke, und die Tiefe des Schmelzens und Stahltürme mit optimaler Funken Verarbeitung ist das Ausmaß der Benetzung der Teilchen zu maximieren und angewendet ausreichende Steifigkeit des Schneidteils zu gewährleisten. Mit jeder Parameter abnimmt Stärke reduziert und Verschleißschicht, während jeder Parameter verringert sich erhöht und Sprödigkeit erhöht die Festigkeit der Haftung der Partikel auf das Substrat.
Ausgewählte Heiz- und Kühlraten bei der Vorbehandlung Gehäuse für Körper Stärkung ermöglichen und gleichzeitig verursachen keine zusätzlichen Verwerfungen und Wärme Verformung des Werkzeugkörpers der Dicke und der Konfiguration des Schneidteils variiert mit komplexen Übergängen und kleinen Krümmungsradien, die die Erhaltung von Klassengrößen im Dauerbetrieb Werkzeug gewährleistet. Wenn eine Beschleunigung in der Kühlvorgewärmebehandelt oder Heizstufe erhöht die thermische und strukturelle Verformung des Gehäuses.
Wärmehärtungstemperatur wird Intervall mit der Möglichkeit der zusätzlichen Härtung Gehäusen ausgewählt, um ihre Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, wenn Nitroxid Oberflächenschichten zu schaffen. In Abwesenheit dieser Art der Oberflächenbehandlung ist eine intensive Korrosion des Werkzeuges in Schneidgekühlten wässrigen Lösung von Bernsteinsäure. Bei der Verarbeitung bei Temperaturen unter der gewählten Intervall Dicke der Diffusionsschicht des Mantels verringert wird, und bei höheren Temperaturen ist nicht zonale Oxidation ausgeschlossen.
Wenn korotkoimpulsnymi elektro Reflow-Basismetall teilweise wird die Auflagefläche Körner aus flüssigem Metall und Teilchen umhüllt Ferrobors an der Basis sicher befestigt. Molten Subschicht umfasst alle Bereiche um den Umfang des Arbeitsteils des Gehäuses als Ergebnis der Beschichtung mit raznoporistostyu gebildet ist nicht höher als 12-15%, standhalten Schock und statischen Belastungen. Schleif zuvor behandelten Oberfläche verbessert Haftkontakt Ferrobors Partikel mit Partikeln oplavivshimisya bei der Verarbeitung selbst dann , wenn auf einem Biegewinkel tritt 120-140 o Lücke verursacht Ferrobors Partikel.
Kühlen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit nach der Funkenerosionsbearbeitung beseitigt die Bildung von Rissen in der Übergangszone des Getreides - das Basismetall und die anschließende thermische Stabilisierung eliminiert Verformung und Leine Werkzeug mit einer möglichen Verletzung von Klassengrößen Schneidteil.
In der Praxis wird das Verfahren auf fünf Namen von Werkzeugen für die Verarbeitung von Produkten aus natürlichen getragen und gedrückt Bernstein - Diamantscheiben und umkreist das komplexe Profil des Schneiddurchmesser von 100 bis 240 mm. Zur Herstellung von Kohlenstoffstahlhüllen verwendet 0,8kp, 10, 15, 10g2, und einer hitzebeständigen Legierung 40HMFA, 4H5MFS. Als Bor-Komponente Ferrobors Stahl Klumpen und Pulver von verschiedenen Fraktionen verwendet.
Elektrische Entladung an vier Anlagen mit einer spezifischen Leistungssteuerungssoftware durchgeführt und Pulsfrequenz über einen weiten Bereich, diese EPS-46, Effi-Electron-10 EPS-45 MGI- und TG-250. Schleifbearbeitung wurde durchgeführt, um die GAO fusioniert verwenden, 2-6 Einheiten und die Wärmebehandlung vor und nach der Anwendung des Ferrobor in Schränken SNOL-3.3.3 durchgeführt / 3.5, SNVL-3,4 / 3M und Elektroöfen und meh- SSHOL-VSC.
Fertigt Werkzeuge für die Gestaltung und Bernstein Artikel Polieren - Bälle, Oliven, Cabochons, Minarette, Anhänger.
Beispiel 1
Die Push förmige Scheibe Kreis für die Verarbeitung von Oliven Radien R amber Übergang 1 = 1,5 mm, R 2 = 1,2 mm, R = 15 mm 3 wurden aus Stahl 10 nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellt.
Nach der Bildung der Geometrie der Schneidfläche drehen wurde durch Strahlen Elektrokorund GOST 2789-73 mit der Klasse der Oberflächenrauhigkeit R a = 2,5 m durchgeführt. Dann wird die Installation von EPC-46 elektrischen Funken auf dem Arbeitsteil einer konsistenten Querbewegung in der Kurzpuls-Modus Ferrobors Schicht aufgetragen wurde nach GOST 14848-75 bei einem Betriebsstrom von 2 A, Kurzschlussstrom von 4,7 A, Scan (Abb. 1). Nutzschicht von 1,2 mm Dicke Ferrobors Körnung 2,0 mm gebildet wurde, betrug die Menge der Schmelzzone 1,0 mm. Fig. 2 und FIG. 3 zeigt fraktogrammy von der Oberfläche mit der Anwendung von Ferrobor. Nach der Wärmebehandlung vor der Schichthärte Anwendung war Werkzeuggehäuse HB = 167-172. Mikrohärtearbeitsflächen nach electroimpulse Dotierung Ferrobors war H 1H = 1920-1970. Wenn Wärme nach Funken Legieren behandelt - nitrooksidirovanie Ofen SSHO 6,6 / 7 aus Ruß und Kohle Carbamid gekörnten Grundlage und Mikrohärte Oberfläche eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit (Tabelle 1).
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Die Ergebnisse der Messungen und Tests zeigten Stabilität der Geometrie von Kreisen, die Fähigkeit, effektiv in Nassschnitt über einen Zeitraum von 180 Stunden zu arbeiten, die Verschleißfestigkeit von 2,3-fache Steigerung im Vergleich zu Standard Runden von synthetischen Diamantschichten.
Peeling von der Basis der Schneidschicht, die typisch für Standardräder mit einer Diamantschicht praktisch ausgeschlossen. Spezielle Werkzeugkosten wurden durch das 4,6-fache reduziert, Finish Klasse verbesserte Oberfläche.
Beispiel 2
Begrenzen Sie die Push-Werkzeugveredelung gedrückt Bernstein hergestellt und verarbeitet durch das vorgeschlagene Verfahren. Profil von Düsen einer hitzebeständigen Legierung Stahl 4H5MFS durch Drehmaschine gebildet , um eine Klasse der Oberflächenreinheit P a = 2,1 m zu schneiden. Dann wird durch Vakuumhärten mit Nicht-Standard - Kühlraten 1-2 ° C / s, um den Ofen beliebig weiter.
Elektrische Funken Legieren (ESA) auf der Arbeitsfläche des Drahtes zu installieren EFI-25M mit Reflow größten Korn 0,5 Ferrobors 0,75 mm (1,5 mm Körnung). Pre-Wärmebehandlung vor dem ESA corps vervollständigten die Temperung bei 950 o C für 2 Stunden, so dass zu hohe Zähigkeit 123-125 J / cm 2 bei einer Stärke von 1450 bis 1500 MPa erhalten. Er bietet hohe Festigkeit und Steifigkeit des Werkzeugs beim Feinschliff und Nachbehandlungen. Mikro ESD Ferrobor Schicht ist in Fig. 4. Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften der oberflächengehärteten Schichten in der Verarbeitung bei den Methoden vorgeschlagen und bekannt.
Im Vergleich zu dem bekannten Verfahren reduziert die Werkzeugherstellungskosten 3,7 fache Erhöhung der Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Werkzeuges.
Beispiel 3
Belleville herausnehmbaren Einsatz für Trommeln und Schleifen von zylindrischen Stücke von Bernstein Stücke heißen Bernstein hergestellt und verarbeitet durch das vorgeschlagene Verfahren ausgeführt wird.
Nach der Ausbildung wurde ein Tablett leer aus austenitischen Stahl 12X18H10T, Blechdicke von 5 mm Schleifmittel mit einer vorläufigen kryogene Kühlung bis -196 o C Elektrokorund dadurch die mechanische Wirkung der Oberflächen elektrischen Funken an die Reinheitsklasse P a = 4-4,5 m erstellt wurde wärmebehandelt, bevor die ESD Ferrobor wurde für 60 Minuten bei einer Temperatur von 460 o C durchgeführt wird . Dann angewendet Funkenlegierungsschichtdicke von 1,5 mm unter Verwendung von Ferrobor Korngröße von 3 mm betrug die Menge der Schmelzzone 1,5 mm bei der Verarbeitung der Einstellung "Elitron-ShchV". Die Wärmebehandlung nach dem Aufbringen der Verschleißschicht auf die Luft bei der gleichen Temperatur durchgeführt. Eigenschaften Meßergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Wenn also in allen Fällen die vorgeschlagene Methode erhielt einen signifikant positiven Effekt auf das Instrument unter hydroabrasivem Verschleiß in Gegenwart von Bernsteinsäure.
QUELLEN VON INFORMATIONEN
1. deutschen Patent N 930527, MKI C 23 C 8/72.
2. VN Bakul und andere. Grundlagen der Design und Technologie der Herstellung von Schleif und Diamantwerkzeugen. - M: Maschinenbau.. Pp 230-335.
3. Y. Naidich et al. Löt- und Metallisierung von superharten Werkzeugmaterialien. Kiew. "Naukova Dumka", 1977, S. 138, 139, 150.
4. Europatent N 0541071, MKI C 23 C 16/26, 1993 - Prototyp
FORDERUNGEN
1. Verfahren zur Herstellung und Verarbeitung des Formwerkzeuges überwiegend amber zum Veredeln, umfaßt, auf den Arbeitsflächen des Werkzeugkörpers bildet eine verschleißfeste Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körper Bearbeitung und Endbearbeitung des geometrischen Profil der Arbeitsflächen durchgeführt wird, dann Instrument Wärmebehandlung, gefolgt von Funken Bildung Kurz Impuls Verschleiß Dotierung Ferrobors Schichtdicke von 1 bis 5 mm mit einem Körpermaterial und Reflow-Wärmebehandlung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Werkzeugkörper aus kohlenstoffarmen Stählen und hitzebeständigen ferritischen nichtrostenden Stählen, martensitischen, austenitischen hergestellt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schmelze bei Funkenlegierungs Ferrobor von 0,5 Ferrobor Durchmesser bis zu einer Tiefe durchgeführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung vor der Funkenwerkzeuggehäuse mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 0,5 dotiert sind - 5 bis 500 o C - 550 o C.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wärmebehandlung mit gehärteter Werkzeug nitrooksidirovaniem bei 350 kombiniert wird - 550 o C.
Druckversion
Erscheinungsdatum 03.01.2007gg
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