Способ подготовки поверхности нержавеющих и жаропрочных сталей к обработке резанием

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 В 23 В !/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3749546/25-27 (22) 01.06.84 (46) 15.08.86. Бюл. № 30 (72) Н. Г. Ткачик (53) 621.735 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 910366, кл. В 23 В 1/00, 1980. (54) (57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ НЕРЖАВЕЮЩИХ И ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ К ОБРАБОТКЕ РЕЗАНИЕМ, включающий предварительное нанесение на поверхность прутковой за„„SU„„1250395 А1 готовки слоя смазки с включениями и последующее ее протягивание, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности подготовки поверхности к последующей механической обработке, в качестве включений применяют мелкодробленую стружку из конструкционной стали, обладающей большей твердостью, чем твердость заготовки, а протягивание осуществляют в волоке с конической полостью, угол наклона поверхности которой не превышает величины угла трения.

1250395

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, и может быть использовано для подготовки поверхности прутковых заготовок из нержавеющих и жаропрочных сталей к последующей обработке резанием.

Целью изобретения является повышение технологичности подготовки поверхности к последующей механической обработке.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Пруток 1 протягивают через волоку 2.

Предварительно пруток покрывают слоем смазки 3 с мелкодробленой стружкой 4.

После прохождения рабочей зоны волоки стружка внедряется в пруток, образуя частицы 5.

На чертеже использованы следующие обозначения: t —; h — глубина внедрения частиц стружки; и — угол конусности канала фильеры; ф угол наклона конусной рабочей зоны; а — наибольший размер элемента стружки; L — длина зоны внедрения стружки.

Способ осуществляется следующим образом.

На прутковые заготовки из нержавеющей и жаропрочной стали, подлежащие обработке резанием, наносят слой смазки, содержащей включения мелкодробленой стружки из конструкционной стали, обладающей высокой обрабатываемостью резанием и большей по сравнению с нержавеющей и жаропрочной сталью твердостью, например стали марки 45. Твердость конструкционной стали в зависимости от термообработки 197 — 534 НВ. Твердость нержавеющих и жаропрочных сталей 126 — 186 Нв.

Твердость включений стружки выбирают больше твердости протягиваемого материа.ла для возможности их вдавливания в поверхностный слой при калибровке. Покрытые слоем смазки прутки протягивают через фильеры на волочильном станке. Размеры включений стружки выбирают таким образом, чтобы глубина внедрения их в поверхностный слой заготовки была меньше глубины резания, но вместе с тем, что бы эти размеры на. выходили за пределы конусной части канала волоки, являющейся зоной захвата частиц стружки. Ввиду наличия конусной части канала волоки частицы стружки проникают в канал волоки и в результате затягивания в сужающуюся полость частично расплющиваются и вдавливаются в поверхностный слой прутковой заготовки. Вдавливание элементов стружки происходит на границе перехода конусной части волоки в цилиндрическую. Затягивание элементов стружки обеспечивается при выполнении следующего условия: величина тангенса угла конусной рабочей зоны волоки должна быть меньше величины коэффициента трения металла по металлу. Оптимальную величину угла рабочей зоны волоки принимают в пределах 10 — 20 при обработке низкоуглеродистых сталей, но по мере повышения прочности обрабатываемого материала величина угла уменьшается. Так как при подготовке поверхности нержавеющих и жаропрочных сталей к обработке резанием не требуется уменьшения сечения заготовки, что характерно для процесса волочения, а необходимо осуществить лишь внед5 о

Выбор размеров элементов стружки для обеспечения их гарантированного внедрения в поверхность заготовки обусловливается параметрами рабочей зоны волоки, т.е. ее длиной и конусностью.

Соотношение tga (f, определяющее конусность рабочей зоны, которая обеспечивает внедрение стружки в заготовку, можно заменить соотношением ф (f, где а.— ве личина катета треугольника, противолежащего углу —, обусловливающая длину ра0(, бочей зоны при затягивании элементов стружки и их внедрении в поверхность заготовки. Размер катета а .определяет наибольший размер элемента стружки. Таким

55 рение элементов стружки в поверхностный слой, т.е. протягивание ограничивается калибровкой материала, то отпадает необходимость в создании входной зоны волоки !

5 . с увеличенным углом конуса, облегчающей ввод материала, т.е. длина рабочей зоны охватывает и длину входной зоны волоки.

С учетом наличия консистентной смазки, способствующей повышению смазки частиц стружки с поверхностью прутка и их удер-0 жанию на ней, обеспечивается выполнение условия равновесия тел, находящихся внутри конуса рабочей зоны, равного конусу трения, т.е. а= 2<р, где а — угол конуса рабочей зоны волоки, р — угол трения.

Следовательно, в процессе калибровки 5 соблюдается условие, при котором где f — коэффициент трения скольжения.

Так как q>=, то tg 2 — f. Коэффициент

2 трения металла по металлу (металлическая стружка и материал волоки) принимают

30 равным 0,18 — 0,20. При выбранном угле конусности рабочей зоны, например, cr.= 10—

12, tgn= 0,17 — 0,21, à tg †".- = 0,875 вЂ,1061.

Это значение меньше значения коэффициента трения f= 0,18 — 0,20, вследствие чего обеспечивается условие затягивания элементов стружки в зону калибровки.

Затягиванию частиц стружки в зону калибровки также способствует наличие консистентной. смазки, обладающей высокими

40 поверхностно-активными свойствами, а также шероховатость поверхности конус ной части волоки, которая превышает шероховатость рабочей цилиндрической части волоки.

1250395

Составитель А. Воронцов

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж !00! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 3035, Москва, )К вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/6

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Реда кто р Л. Весело века я

Заказ 4363/!2 образом, а (fL, т.е. размер элемента стружки выбирают не превышающим величины произведения коэффициента трения контактирующих поверхностей и длины рабочей зоны калибровочной волоки на участке внедрения стружки в поверхность заготовки.

При протягивании прутковых заготовок через калибровочную волоку элементы стружки вдавливаются в поверхностный слой с образованием на нем вмятин и углублений, заполненных металлическими включениями. По месту вдавливания частиц происходит упрочнение поверхностного слоя, а в результате образования самих вмятин и углублений, заполненных легкообрабатываемым материалом, имеет место его разупрочнение, так как включения из этих материалов обладают меньшей упрочняемостью под воздействием усилий вдавливания. Таким образом, при протягивании прутков с вдавливанием элементов стружки образуется комбинированный слой, обладающий преимуществами предварительного пластического деформ ирования и разупрочнения поверхности заготовки, подвергаемых последующей об-!

О работке резанием.

Включения стружки служат также элементами теплоотвода, так как теплопроводность конструкционных сталей значительно выше теплопроводности нержавеющих и жаропрочных сталей.