Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / РАЗНОЕ

Термодинамическая обработка быстрорежущей стали и инструмента из неё. Приложение : диссертация ... доктора технических наук

Диссертация

Автор: Хазанов, Иосиф Ошерович

Заглавие: Термодинамическая обработка быстрорежущей стали и инструмента из неё. Приложение : диссертация ... доктора технических наук

Справка об оригинале: Хазанов, Иосиф Ошерович. Термодинамическая обработка быстрорежущей стали и инструмента из неё. Приложение : диссертация ... доктора технических наук 0, [б. г.] 57 c. : 71 85-5/3272

Физическое описание: 57 стр.

Выходные данные: 0, [б. г.]






Содержание:

Введение
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
Глава I СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОСТАВА СОВРЕМЕННЫХ
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МАРОК БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО РАЗВИТИЮ ТЕХНОЛОГИИ ИХ ТМО
11 Актуальность темы
12 Первые исследования по ТМО быстрорежущей стали
13 Методика исследования
Глава 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ БЫСТРОРЕЖУЩИХ
СТАЛЕЙ
21 Технологическая пластичность литых быстрорежущих сталей и её роль в выборе и назначении режимов НГМО заготовок инструментов
22 Технологическая пластичность катаных сталей
Глава 3 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МАЛОДЕЗОРМИРОВАННЫХ
СТАЛЕЙ
31 Влияние термической обработки на структуру малодеформированной стали
32 Диаграммы рекристаллизации исследуемых литых малодеформированных сталей
33 Плотность малодеформированных сталей из литых заготовок
34 Электропроводность исследуемых сталей
35 Механические свойства
36 Практика изготовления витых сверл из литых заготовок
37 Определение интенсивности напряженного состояния клиновых проб и медной модели сверла
38 Термическая обработка исследуемых сталей
Глава 4 ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ
СТАЛИ ПРИ ЕЁ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
41 Рекристаллизация аустенита стали PI8 после её высокотемпературной пластической деформации и повторной закалки'
42 Влияние температуры и степени деформации на формирование структуры быстрорежущей стали Р6М
43 Диаграммы рекристаллизации аустенита и вторичная наследственность быстрорежущих сталей Сталь Р6М5 J9I
44 К вопросу об аномальном росте зерна в стали
45 Сталь Р6М5К
46 Влияние ПВГМО на механические свойства стали
Глава 5 РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ВТМО ШСТРОРЕЖУЩЕЙ
51, Состояние вопроса
52 Особенности высокотемпературной термомеханической обработки быстрорежущей стали с дробной деформацией
Сталь Р6М5
Сталь Р12Ф4К5
53, Роль полигонизованной структуры аустенита в формировании свойств быстрорежущей стали Р6М5 при ТМО
54 Рентгенографическое исследование стали Р6М с полигонизованной структурой при нагреве
55 Влияние ВГМО на процесс образования рекрис-таллизованной структуры аустенита в стали Р6М
56 Влияние предложенной схемы ВГМО на состав, соотношение фаз и механические свойства стали Р6М
Глава 6 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТМО БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЖ В СЕРИЙНОМ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
61 Схема ПЕГМО витых сверл
62 Схема ПВТМО для витых сверл с отверстиями для подвода смазочно-охлаждакщей жидкости в зону резания
63 Схема ВГМО для витых сверл из литых заготовок
64 Схема ВНГМО сверл секторного проката
65 Совмещенная схема ВНГМО для получения витых сверл из стали Р6М5 с повышенной красностойкостью
66 ТМО сварного шва биметаллического инструмента
67 Технология изготовления камер высокотемпературного синтеза сверхтвердых материалов из быстрорежущей стали по схеме ВГМО
68 Практическое использование фазового наклепа при изготовлении инструментов из быстрорежущей стали с повышенной прочностью
69 Биметаллические режущие инструменты из быстрорежущей стали повышенной прочности с полигонизованной структурой
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДУ

Введение:
В отчётном докладе ЦК КПСС ХХУТ съезду отмечалось:"Большие возможности открывает улучшение использования производственных мощностей - машин, оборудования, транспортных средств. Сокращение простоев, повышение коэффициента оменности, создание технологических схем, сберегающих энергию и материалы, - вот над чем предстоит сосредоточить усилия" /I/.
Центральный Комитет Коммунистической Партии Советского Союза во всех постановлениях съездов отмечает важную роль развития новых технологических решений в деле повышения качества продукции, выпускаемой предприятиями народного хозяйства страны /2/.
В этой связи повышение качества режущих и штамповых инструментов в процессе их массового изготовления на заводах инструментальной промышленности и в инструментальных цехах крупных промышленных предприятий является важной народнохозяйственной задачей.
Не менее важной задачей является более полное использование в инструментальном производстве инструментальных сталей и дополнительный выпуск стандартных высококачественных инструментов за счёт переработки отходов инструментальных сталей непосредственно на инструментальных заводах, где имеются сталеплавильные высокочастотные установки с достаточно высокой мощностью и ёмкостью плавильных печей (100 кг и более).
В настоящее время в инструментальной промышленности более 70$ выпуска занимают инструменты, формообразование которых осуществляется методами горячей пластической деформации, как например, профильная прокатка, горячее выдавливание, ковка, штамповка и т.д. Весьма важное влияние на совершенствование этой прогрессивной технологии оказывают исследования, связанные с изучением структуры и свойств горячедеформированных инструментальных сталей, которые позволяют улучшать технологию изготовления инструментов из них.
Наиболее современной и прогрессивной технологией для улучшения качества изготовления инструментов является термомехани -ческая обработка стали, которая позволяет совмещать процессы формообразования изделии с их непосредственной закалкой в одном производственном цикле. Термомеханическая обработка (ТМО) позволяет значительно сократить производственный цикл изготовления изделий, снизить затраты на электроэнергию, транспортные расходы, а также на металл за счёт экономии стали.
Все эти преимущества ТМО при условии научно обоснованного выбора технологической схемы изготовления инструментов, позволяют изготавливать их с высоким качеством и надёжностью.
Наряду с изысканием новых марок быстрорежущей стали с высокими режущими свойствами, которыми в нашей стране занимаются такие ведущие организации, как ВНИИ, Станкоинструментальный институт, ЦНИИЧМ, УкрНИИСПЕЦСТАЛЬ, ЛПИ, на кафедре "Технология металлов" Томского политехнического института с 1964 года ведутся исследования по совершенствованию технологии термической и термомеханической обработки инструментальных сталей. Эти исследования проводятся с целью повышения прочности, режущей способности и стабилизации этих свойств при крупносерийном производстве режущих инструментов.
По госбюджетной тематике в результате координации научно-исследовательских работ в ВУЗах страны, а также на базе хоздоговорных работ, выполненных для ряда инструментальных и машиностроительных заводов,за истекшие годы на кафедре выполнен ряд исследований, результаты которых позволили оптимизировать режимы термической и термомеханической обработки инструментов из быстрорежущей стали.
В результате этих исследований получила дальнейшее развитие теория структурной наследственности и термомеханической обработки быстрорежущей стали, что позволило внести дополнения в раскрытие механизма рекристаллизации аустенита при различных схемах термической и термомеханической обработки быстрорежущей стали.
ЦЕПЬ РАБОТЫ. Диссертация посвящена изучению структуры и свойств горячедеформированной быстрорежущей стали, развитию теоретических основ термомеханической обработки и созданию рабочих схем термомеханической обработки инструмента.
Было необходимо изучить следующие вопросы, которые явились основополагающими для построения основных теоретических обоснований и выводов по отдельным главам:
1. Исследовать горячую пластичность ряда марок литых и катаных быстрорежущих сталей и обосновать её роль в выборе режимов термомеханической обработки быстрорежущей стали при непосредственном изготовлении из неё режущих инструментов.
2. Исследовать влияние режимов горячей пластической деформации на формирование технологической структурной наследственности литой малодеформированяой и стандартной катаной быстрорежущей стали. Показать влияние металлургической наследственности в слитках малого веса на формирование структуры и свойств малодеформи-рованной стали при непосредственном изготовлении инструментов из литых заготовок.
3. Исследовать свойства ряда марок малодеформированных быстрорежущих сталей, построить для них диаграммы пластичности, диаграммы рекристаллизации и предложить технологическую рабочую схему изготовления инструментов из литых заготовок, полученных переплавкой отходов быстрорежущей стали в серийном инструментальном производстве.
4. Исследовать факторы, влиявацие на формирование структурной технологической наследственности в процессе горячей пластической деформации быстрорежущей стали. Изучить механизм рекристаллизации аустенита в деформированном и повторно-закаленном состоянии.
5. Исследовать микроструктуру, механические, физические свойства и провести рентгеноструктурный анализ горячедеформиро-ванной стали Р6М5. Показать зависимость прочности и красностойкости от характера субзеренной структуры, полученной при термомеханической обработке стали.
Информация, полученная в результате проведенных исследований, позволила создать ряд научно обоснованных технологических схем термомеханической обработки быстрорежущей стали для крупносерийного производства режущего инструмента с высокими режущими свойствами и надёжностью в эксплуатации.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В работе показана взаимосвязь между температурой деформации быстрорежущей стали, процессами полигонизации и рекристаллизации аустенита деформированной стали и её основными свойствами, определяпцими качество режущего инструмента,- красностойкостью и прочностью. Определены оптимальные режимы нагрева и деформации стали при изготовлении из неё инструментов методами термомеханической обработки.
Показана роль металлургической (первичной) и технологической (вторичной) структурной наследственности в вопросах формирования структуры и свойств режущего инструмента при изготовлении его методами горячей пластической деформации.
Исследование микроструктуры и свойств малодеформированных быстрорежущих сталей, отлитых в металлические изложницы, показало, что при <? > 30% в них исчезает основной недостаток, свойственный литой быстрорежущей стали,- высокая хрупкость и сохраняются положительные свойства стали с исходной мелкозернистой металлургической наследственностью-повышенная прочность и красностойкость.
Исследована структура и свойства быстрорезущей стали после высокотемпературной термомеханической обработки. Приводятся новые фактические данные, позволившие изучить механизм формирования структуры и свойств быстрорежущей стали после термомеханической обработки. Результаты этих исследований позволили дополнить теорию ВТМО быстрорежущих сталей.
Основные положения этой теории базируются на том, что в результате ВТМО быстрорежущей стали возможно получение в ней двух типов структур - рекриставизованного аустенита и аустенита с субзеренной структурой. Эти структуры имекгг принципиальные отличия в основных свойствах, необходимых для режущего инструмента,-прочности и красностойкости, но обе сохраняют эффект упрочнения.
Исследован и предложен новый механизм аномального роста аустенита при повторной закалке быстрорежущей стали. Показано, что аномальный рост зерен аустенита происходит в результате коалесци-рованного роста субзеренной структуры в объеме отдельных аусте -нитных зерен (рекристаллизация на месте). В итоге миграции суб-зеренных границ и их стока к большеугловым границам происходит процесс превращения большеугловой границы в малоугловую с одновременной переориентацией решеток соседних зерен и их слиянием в аномально крупные. Одновременно идет процесс миграции больше-угловых границ рекристаллизованных зерен в сторону нерекриставизованной матрицы с поглощением мелких зерен. Установлена связь аномального роста зерна аустенита в области критической деформации с субзеренной структурой.
Исследованы и предложены граничные температурные области применения повторной закалки быстрорежущей стали для получения в ней полигонизованной структуры аустенита, обладавдей повышенной прочностью и удовлетворительной красностойкостью. Предложен ряд схем ВТМО быстрорежущей стали для серийного производства инструментов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Построены диаграммы технологической пластичности для ряда современных марок быстрорежущих сталей, позволявдие назначать температурные режимы пластической деформации стали при формообразовании инструментов.
Построены диаграммы рекристаллизации аустенита для разработанных схем термомеханической обработки быстрорежущей стали, позволявдие назначать деформационные режимы форяообразования инструмента в соответствии с требованиями, предъявляемыми к режущему инструменту. Эти диаграммы позволяют выбрать схему ТМО для кон -кретных видов инструментов в зависимости от способов их формообразования.
Показано, что определяющее влияние на эксплуатационные свойства инструмента, независимо от последующей его термообработки (отжига, отпуска), оказывают температурно-деформационные режимы быстрорежущей стали на последней операции её пластической деформации. Для получения мелкозернистой однородной аустенитной структуры с минимальной разнозернистостью необходимо осуществлять пластическую деформацию при температурах ниже температуры рекристаллизации аустенита с суммарными степенями деформации <?^30$.
Созданы рабочие технологические схемы ТМО для изготовления крупных витых сверл из литых заготовок. Это позволяет использовать отходы быстрорежущей стали в серийном производстве стандартного инструмента непосредственно на инструментальных заводах. Коэффициент использования металла при этом повышается на 15%,
Внедрение в серийное производство перечисленных работ осуществлялось в следущей последовательности.
1. Результаты исследований по пластичности быстрорежущих сталей при горячей обработке давлением внедрены в 1973 году.
2. Технология изготовления витых спиральных сверл с использованием схемы ПГМО внедрена в производство в 1976 году. Суммарный экономический эффект был подсчитан за два года выпуска в 1978 и 1979 годах и составил 356 тысяч рублей.
3. Технология изготовления сверл спиральных с отверстиями для подвода смазочно-охлаждаицей жидкости в зону резания внедрена в производство в 1975 году. Суммарный экономический эффект за четыре года выпуска( с 1975 по 1978 г.г.) составил 68400 рублей.
4. Технология изготовления сверл по схеме ВНТМО внедрена в производство в 1980 году. Эта схема позволила также осуществить выпуск сверл с перенесенным сварным швом на рабочую часть, что экономит 15-20$ быстрорежущей стали. Суммарный экономический эффект за четыре года выпуска сверл составил 262 тысячи рублей. (Выпуск был начат в 1976 году, расчет экономической эффективности бил произведен после перехода на серийный выпуск сверл в 1980 году).
За последние четыре года (исключая 1982 год) на заводе имени Воскова получен суммарный экономический эффект в сумме 686 тысяч рублей. Это тот экономический эффект, который послужил основанием для выплаты вознаграждения за внедрение авторских разработок.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.
Основные результаты работы были доложены и обсуждены на:
I. Научных семинарах кафедр "Металловедение, оборудование и технология термической обработки" и "Технология металлов" Томского политехнического института, Пермского политехнического института, Московского станкоинструментального института, Харьковекого автодорожного института, Томского инженерно-строительного института.
2. Научно-технической конференции " Технический прогресс в машиностроении", Томск, 1971.
3. 1У научно-технической конференции "Технический прогресс в машиностроении", Томск, 1972.
4. У научно-технической конференции "Технический прогресс в машиностроении", Томск, 1974.
5. У1 научно-технической конференции "Технический прогресс в машиностроении", Томск, 1977.
6. ХХУ1 Всесоюзной научно-технической конференции литейщиков в г.Харькове, 1973.
7. Научно-техническом симпозиуме "Прогрессивные конструкции сверл и их рациональная эксплуатация", Вильнюс, 1974.
8. Научно-технической конференции "Прогрессивная технология термической и химико-термической обработки", Кемерово, 1971.
9. Семинаре главных технологов и главных инженеров инструментальных заводов страны, Томск, 1978.
10. В павильоне машиностроения на ВДНХ СССР. Ученые Томского политехнического института народному хозяйству, 1977.
11. Всесоюзной научно-технической конференции "Прогрессивные технологические процессы в инструментальном производстве", Харьков, 1979.
12. Зональном (Западная Сибирь) семинаре по прогрессивным методам упрочнения деталей машин и инструмента, Томск, 1980.
13. Производственно-техническом семинаре "Быстрорежущие стали, их производство и применение", Златоуст, 1980.
14. Научно-техническом семинаре "Повышение стойкости режущего инструмента", Пенза, 1981.
15. Всесоюзной конференции по использованию литого инструмента в сельскохозяйственном машиностроении и тракторостроении, Минск, 1974-.
16. Техническом совете Томского завода режущих инструментов, Томск, 1978.
17. Координационном семинаре "Физика деформационного упрочнения сплавов и сталей", Барнаул, 1979.
18. Техническом совете института ВНИИПТХимнефтеаппаратуры, Волгоград, 1980.
19. Республиканской конференции "Разработка, производство и применение инструментальных материалов", Запорожье, 1982.
20. Всесоюзной научной конференции "Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа", Днепропетровск, 1982.
ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано 25 статей, получено 10 авторских свидетельств на изобретения.
СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Материал изложен на 397 страницах машинописного текста; содержит 170 рисунков, 19 таблиц, библиографию в количестве 187 наименований и приложение на 55 страницах.