Технология упрочняющей обработки стали Р6М5

 

Таблица 2 – Механические и технологические свойства

 
 

      Уступая по красностойкости и вторичной  твердости  сталям всех остальных  подгрупп сталь Р6М5 превосходит их по прочности, ударной вязкости и шлифуемости. При условии тщательного соблюдения технологии термической обработки инструмента указанные стали примерно одинаковы по работоспособности, однако из экономических соображений предпочтительным большинство авторов считают применение стали Р6М5[9].

      На  основании данных таблиц и выше сказанного подходящей для данной детали я считаю марку стали Р6М5. Данная сталь обладает всеми требуемыми механическими характеристиками имеет высокую прочность и сохраняет упругие свойства в течении длительного времени. 
 
 

1.4.Выводы из литературного обзора 

        Резцы для резки стали подвергаются трению, изнашиванию, выкрашиванию, нростообразованию, усталостным разрушениям, а также работают при повышенных температурах. Учитывая нагрузки, которые испытывают  резцы для резки стали, сил трения и вибраций свой выбор я остановил на стали марки Р6М5, которая обладает наиболее подходящим набором механических и физических свойств, и к тому же дешевизной и доступностью.

        Подходящей для данной стали термической обработкой, которая повышает механические свойства является закалка и отпуск. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Технология  упрочняющей обработки  стали Р6М5 

      Структура быстрорежущей стали Р6М5 после  отжига – продукты эвтектоидного  распада (перлита) и избыточные карбиды. Исходная (т. е. формирующаяся в процессе кристаллизации, передела и предварительной термической обработки) структура оказывает большое влияние на обрабатываемость быстрорежущих сталей и их поведение при закалке и отпуске[9].

          Основные виды ХТО разработаны   и  применяются  для  стальных  деталей.  В зависимости от основного насыщенного компонента эти виды насыщения металлов  неметаллами называют:

       1. Цементация – насыщение углеродом.  Цементация вызывает процесс  насыщения поверхностей деталей углеродом с целью повышения твердости и износостойкости.

       2. Азотирование – насыщение азотом.  Азотирование повышает твердость поверхностного слоя детали, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в атмосфере, воде, паре и т.д.

       3. Сульфатирование – насыщение  серой. После  сульфоазотирования  детали  легче  прирабатываются  друг   к   другу, снижаются потери энергии, затрачиваемой на вращение детали.

       4. Силицирование – насыщение кремнием. Применяют для деталей, работающих  при повышенных температурах.

             5. Борирование – насыщение бором. Применяют для инструмента горячего  деформированного  металла.

       Возможно  также многокомпонентное  насыщение. 
 
 
 

       Однако, для быстрорежущих сталей химико-термическая  обработка, не нужна, так как содержит кобальт, вольфрам, хром и молибден, влияющие на

 твердость  и прочность стали.

      Температурные режимы горячей деформации различны, но для заготовок применяется нагрев до температур 1130-1160⁰С. Заготовка, нагретая до таких температур подвергается деформированию, по окончанию обработки температура заготовки 850-870⁰С.

      После горячей механической обработки  сталь некоторое время  в печи,  охлаждают до температур 750-800⁰С, после чего снова нагревают до 840-880⁰С. Продолжительность выдержки после нагрева до температуры отжига 1-2 ч. По окончанию выдержки сталь охлаждают 4-6 часов, при постоянной температуре печи до 730-750⁰С, а уже после происходит окончательное охлаждение на воздухе.

      Сюда  входит шлифование, которое придает окончательные размеры детали.

      Закалка производится  погружением –  разогрев поверхности ведется за счет кратковременного погружения детали в горячую среду: масло, расплавленные соли или щелочи. Эта операция состоит из трех этапов: первый подогрев до температур 500-600⁰С, второй подогрев – 840-860⁰С  и окончательный нагрев при температуре 1225-1235⁰С. После закалки необходимо  непрерывное охлаждение в масле с температурой 30-60⁰С, с последующей выдержкой, а затем охлаждение на воздухе до 20⁰С.

      После закалки деталь необходимо подвергнуть  отпуску. Для быстрорежущей стали  Р6М5 рекомендуется следующий режим  отпуска: в расплаве солей или  щелочей деталь нагревают до температур 540-560⁰С, продолжительность каждого отпуска 1 час, охлаждение после каждого отпуска следует производить до 20-30⁰С. Таких отпусков должно быть три. Толщина закаленного слоя определяются временем выдержки в горячей среде. Недостаток такого способа закалки – невозможность получения тонкого закаленного слоя.[11]

      Первый  отпуск, ведущий к наиболее значительному  превращению остаточного аустенита, вызывает сильное повышение твердости, особенно у плавок стали Р6М5. Последующие  второй и третий отпуски практически  не изменяют твердости.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Заключение.

      Резец это режущий инструмент, состоящий  из головки, т.е. рабочей части, и  тела или стержня. подвергаются трению, изнашиванию, выкрашиванию, нростообразованию, усталостным разрушениям, а также работают при повышенных температурах.

      Учитывая нагрузки, которые испытывают резцы при работе, сил трения и вибраций изготавливают резцы из быстрорежущих сталей. Все быстрорежущие стали значительно отличаются от обыкновенных, твердостью, прочностью, износостойкостью, красностойкостью.

      Из  всего многообразия быстрорежущих  сталей для изготовления резцов для резки стали я выбрал сталь марки Р6М5. Она обладает меньшей красностойкостью и вторичной твердостью, по сравнению с другими быстрорежущими сталями, однако, превосходит их по прочности, ударной вязкости и шлифуемости, а также доступности и дешевизне исходя из экономических целей.

      Температурные режимы горячей деформации около 1130-1160⁰С. Заготовка, нагретая до таких температур подвергается деформированию, по окончанию обработки температура заготовки 850-870⁰С. Затем заготовку охлаждают до температур 750-800⁰С, после чего снова нагревают до 840-880⁰С, и выдерживают 1-2 часа.  По окончанию выдержки сталь охлаждают 4-6 часов, при постоянной температуре печи до 730-750⁰С, а уже после происходит окончательное охлаждение на воздухе. Это называется изотермическим отпуском.

      Закалка производится  в масле, расплавленных солях или щелочах, при температурах 500-600⁰С, 840-860⁰С и 1225-1235⁰С. После закалки необходимо  непрерывное охлаждение в масле с температурой 30-60⁰С, с последующей выдержкой, а затем охлаждение на воздухе до 20⁰С. 

      Для стали Р6М5 рекомендуется отпуск в расплаве солей или щелочей при температуре 540-560⁰С, продолжительность каждого отпуска 1 час, охлаждение после каждого отпуска следует производить до 20-30⁰С. Таких отпусков

должно  быть три.

      Список  используемой литературы. 

1. Сысоев В. И. Основы резания металлов и режущий инструмент. Издание 2-е,    переработанное и дополненное. М.: МАШГИЗ, 1962.

2. Белоусова Е. А. Технология металлов. М.: Университет Дружбы Народов, 1971.

3. Армагео И. Дж. А. Обработка металлов резанием. М.: Машиностроение, 1977. 

4.  Теория резания металлов, металлорежущие станки и инструменты. Львов: Вища школа, 1976.     

5. Гвоздев А. Е. Производство заготовок быстрорежущего инструмента в условиях сверхпластичности. М.: Машиностроение, 1972.

6. Металлорежущий инструмент. Резцы: Каталог. М.: ВНИИТЭМР, 1988.

7. Родин П. Р. Металлорежущий инструмент.  1974.

8. Палей М. М. и др. Технология шлифования и заточки режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1988.

9. Работоспособность и свойства инструментальных сталей. Киев: Наук. Думка, 1979.

10. Марочник сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1989.

11. Гуляев А. П. и др. Инструментальные стали. Справочник.  М.: Машиностроение, 1975.

12.  Инструментальные стали. Справочник. М.: Металлургия, 1977.

13. Курдюмов Г. В. Явления закалки и отпуска стали. М.: Машиностроение, 1960.

14.     Аршинов В. А. Резание металлов и режущий инструмент. Издание 3, переработанное и дополненное. 1976