Geum.ru
   Все авторефераты - Беларусь    Архивные справочники

Технология получения биметаллических заготовок концевого режущего инструмента повышенной прочности по специальности л05.02.07 Ч технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ

УДК 621.715.043(043.3)

Милюкова

Анна Михайловна

 

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ЗАГОТОВОК КОНЦЕВОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

по специальности

05.02.07 Ч Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

 

 

 

Минск 2012


Работа выполнена в ГНУ Физико-технический институт НАН Беларуси

Научный руководитель:

Алифанов Александр Викторович,

доктор технических наук,

заведующий отделом объемных гетерогенных систем ГНУ Физико-технический институт НАН Беларуси, г. Минск;

Официальные оппоненты:

Томило Вячеслав Анатольевич,

доктор технических наук, заместитель директора по научной работе ГНУ Физико-технический институт НАН Беларуси, г. Минск;

 

Иваницкий Денис Михайлович,

кандидат технических наук, заведующий НИЛ обработки металлов давлением при кафедре МИТОМД Белорусского Национального технического университета, г. Минск;

Оппонирующая организация:

Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет, г. Минск

Защита состоится 15.03.2012 г.а в 14.00 часов на заседании Совета по защите диссертаций Д 01.18.01 при ГНУ Физико-технический институт НАН Беларуси по адресу: 220141, г. Минск, ул. Купревича, 10. Тел.+375 017 267-60-10 (приемная), +375 017 263-64-78 (ученый секретарь совета), факса +375 017 263-76-93, e-mail: phti@belhost.by.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Физико-технический институт НАН Беларуси.

Автореферат разослан 11.02.2012 аг.

Ученый секретарь совета,

д-р техн. наук

В.А. Зеленин

КРАТКОЕ введение

Концевой (осевой) режущий инструмент (КРИ) (метчики, сверла, фрезы и др.) Ч наиболее широко применяемый инструмент, изготовляемый из высоколегированных инструментальных сталей и твердых сплавов. Для экономии инструментальной стали его рекомендуется выполнять составным: рабочую часть  - из быстрорежущей стали Р6М5, хвостовик - из более дешевых конструкционных сталей 45, 40Х. Обычно соединение частей проводят с применением сварки трением, электроконтактной сварки, пайки. Смещение сваренных торцов, непровар, микротрещины, образование хрупкой зоны обезуглероженного слоя приводят к снижению прочности и стойкости инструмента. Последующее формообразование рабочей (режущей) части резанием повышает трудоемкость изготовления и расход инструментальной стали.

В работе предложен метод изготовления биметаллической заготовки (БЗ) КРИ горячим выдавливанием через профильную матрицу с обжатием и одновременным формообразованием рабочей части заготовки. При этом потери стали сводятся к минимуму за счет пластического перераспределения деформируемого материала и исключения процесса резания. Такая атехнология позволяет сэкономить 30Ц70 % инструментальной стали, снизить трудоемкость изготовления, повысить прочность и работоспособность КРИ за счет улучшения структуры металла в процессе горячего пластического формообразования.

При реализации новой технологии, на примере метчика М12, решен комплекс достаточно сложных задач: разработана конструкция БЗ и комбинированные методы ее изготовления, включающие механическую обработку частей заготовки, их сборку и совместное горячее пластическое деформирование; определены оптимальные силовые и температурные режимы технологического процесса, установлены температурные режимы термообработки БЗ, обеспечивающие равнопрочное состояние составляющих ее разнородных металлов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Связь работы с крупными научными программами, темами

Тема диссертации соответствует перечню приоритетных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований РБ на 2006Ц2010 гг., утвержденному Постановлением Совета Министров РБ от 19.05.2005 г. № 512, перечню приоритетных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований РБ на 2011Ц2015 гг., утвержденному Постановлением Совета Министров РБ от 19.04.2010 № 585, в частности п. 8.3.

Диссертационная работа выполнялась в рамках ГПОФИ Материал задание 1.11 (№ ГР20012897, 2001 - 2005 гг.), ГППНИ Материалы в технике, задание 1.22 (№ ГР20061032, 2006 - 2010 гг.).

Цель и задачи исследования

Целью работы является повышение прочностных характеристик концевого режущего инструмента и снижение расхода инструментальной стали путем совместного пластического формообразования частей биметаллической заготовки из разнородных сталей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  • Разработать конструкцию БЗ КРИ, удовлетворяющую требованиям повышения прочности инструмента и снижения расхода инструментальной (быстрорежущей) стали.
  • Разработать схему пластического формообразования рабочей части БЗ, с одновременным получением высокопрочного неразъемного ее соединения с хвостовой частью.
  • Исследовать напряженно-деформированное состояние материалов БЗ в процессе пластического формообразования, получить аналитические зависимости для расчета регламентированной толщины наружного высокопрочного слоя по поперечному и продольному сечениям рабочей части БЗ.
  • Исследовать закономерности теплопередачи в системе заготовкаЦсмазка - штамповый инструмент в процессе горячего пластического формообразования для обеспечения оптимальных температурных режимов процесса получения высокопрочного неразъемного соединения.
  • Исследовать влияние режимов термообработки КРИ на его эксплуатационные характеристики.
  • Разработать ресурсосберегающую технологию формообразования профильной БЗ метчика с минимальными припусками под механическую обработку и с регламентированной толщиной быстрорежущей стали по всей длине рабочей части заготовки метчика.
  • Исследовать физико-механические свойства и соответствие требованиям технических нормативных правовых актов (ТНПА) метчиков, полученных по новой технологии, изготовить опытную партию метчиков и провести их испытания в производственных условиях.

Объект исследования Ч БЗ КРИ, состоящая из хвостовика (сталь 40Х), внедренного в рабочую часть (сталь Р6М5).

Предмет исследования Ч процесс пластического формообразования БЗ КРИ, физико-механические свойства инструмента.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

  • Математическая модель процесса коаксиального пластического истечения биметаллической заготовки через коническую матрицу, учитывающая нормальные и касательные напряжения в слоях сопрягаемых разнородных металлов в очаге пластической деформации, их сопротивление деформации, позволившая определить геометрию формообразующего инструмента и соотношение радиусов сопрягаемых поверхностей в исходной заготовке, обеспечивающих регламентированную толщину наружного высокопрочного слоя по поперечному и продольному сечениям рабочей части заготовки концевого режущего инструмента.
  • Физико-математическая модель тепловых процессов, протекающих в системе заготовкаЦсмазкаЦштамповый инструмент при горячем выдавливании биметаллической заготовки, позволяющая определять температуру в любой точке системы в процессе выдавливания в зависимости от исходных температур нагрева заготовки и штампа и установить температурный режим техпроцесса.
  • Зависимость усилия горячего выдавливания биметаллической заготовки через профильную матрицу от толщины наружного более твердого слоя металла, позволившая обеспечить формирование высокопрочного наружного слоя в пределах 2Ц3-х высот профиля резьбы метчика, снизить удельные усилия выдавливания заготовки метчика М12 в 1,3 раза.
  • Конструкция БЗ КРИ и способ ее получения горячим пластическим формообразованием через профильную матрицу, защищенные патентами, позволившие повысить на 50 % предел прочности метчиков при кручении, по сравнению с прочностью заготовок, полученных пайкой, и на 35 % - полученных сваркой трением, и увеличить коэффициент использования быстрорежущей стали в 2,1 раза по сравнению с инструментом, полученным сваркой трением.
  • Разработанный на основании теоретических исследований технологический процесс изготовления биметаллической заготовки метчика методом горячего выдавливания ФТИ 01021.00072, позволивший получить опытную партию метчиков М12х1,25.2 с повышенной прочностью при снижении расхода стали Р6М5.

ичный вклад соискателя

Автором разработаны конструкция БЗ и схема ее горячего пластического формообразования через профильную матрицу; проведены теоретические исследования особенностей коаксиального течения деформируемых разнородных металлов; определена зависимость конечного соотношения толщин наружного и внутреннего металлов от их механических свойств; построена математическая модель теплопередачи в системе БЗЦсмазка - штамповый инструмент, позволяющая определить температуру заготовки в любой момент времени и определить температурные режимы деформирования, а также проводить численный эксперимент для различных материалов системы; рассчитаны удельные усилия деформирования БЗ; разработан технологический процесс получения биметаллических метчиков методом горячего пластического формообразования через профильную матрицу; проведены сравнительные испытания образцов, полученных методами горячего выдавливания, сварки трением и пайки.

Научный руководитель соискателя А. В. Алифанов участвовал в определении цели и задач диссертации, в обсуждении результатов исследований, написании статей и заявок на патенты. Основные соавторы статей Кантин В.Г., Горецкий Г.П., Бурносов Н.В. принимали участие в проведении экспериментов и обсуждении результатов исследований.

Апробация результатов диссертации

Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на следующих 14 конференциях: IIЦVI Междунар. науч.-техн. конф. Современные методы и технологии создания и обработки материалов (г. Минск, 2007Ц2011 гг.); 11-я Международная научно-практическая конференция-выставка Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня, (Санкт-Петербург, 2009 г.); 7-я Междунар. науч.-практ. конф. Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности, (Санкт-Петербург, 2009 г.); 11-я Междунар. науч.-техн. конф. Трансфер-2009, (г. Тренчин, Словакия, 2009 г.); Междунар. науч.-практ. конф. Наука. Образование. Технологии, (г. Барановичи, 2009 г.); VII Междунар. конгресс Машины, технологии, материалы, (г. София, Болгария, 2010 г.), Междунар. науч.-техн. конф. Ресурсосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии (Минск, 2010г.), науч.-техн. конф. Новые стали для машиностроения и их термическая обработка (г.Тольятти, Россия, 2011 г.), Междунар. симпозиум Перспективные материалы и технологии (г. Витебск, 2011 г.).

Опубликованность результатов

Основные результаты диссертационных исследований опубликованы ва 25 научных работах, в том числе: в 1 монографии, 7 статьях общим объемом 2,7 авторских листа в научно-технических журналах и сборниках научных трудов, включенных в Перечень ВАК Республики Беларусь, 14 статьях и 1 тезисе доклада в материалах конференций в Республике Беларусь и за рубежом (Россия, Словакия, Болгария), получено 2 патента Республики Беларусь. Три работы опубликованы без соавторов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, перечня условных обозначений, общей характеристики работы, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложений. Изложена на 155 страницах, содержит 95 страниц текста, 52 рисунка и 9 таблиц на 23 с., 11 страниц библиографического списка, состоящего из 119 использованных источников и 25 публикаций соискателя по теме диссертации, а также 6 приложений на 26 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ итературных источников о выпускаемом в Республике Беларусь инструменте, который показал, что КРИ относится к одному из наиболее широко востребованных видов инструмента. Изучены современные технологии получения КРИ, в том числе в биметаллическом исполнении. Показано, что традиционные методы формообразования рабочей части КРИ резанием не решают проблему экономии инструментальных высоколегированных сталей. Методы поверхностного упрочнения повышают износостойкость режущего инструмента, однако, не оказывают влияния на его объемное упрочнение. КРИ при эксплуатации испытывает высокие сжимающие и крутящие нагрузки, которые приводят к поломкам, поэтому для такого инструмента необходимы повышенные механические свойства по всему объему. Рассмотрен способ изготовления заготовки КРИ из разнородных сталей, заключающийся в получении неразъемного соединения сваркой трением. Однако формообразование его рабочей (режущей) части производится резанием.

Процесс получения составных частей БЗ инструмента горячим пластическим формообразованием, в том числе методом горячего гидродинамического выдавливания, позволяет снизить расход высоколегированной инструментальной стали, сократить операции резания, улучшить структуру стали и, соответственно, повысить механические свойства изделия. Однако метод предполагает получение отдельных элементов выдавливанием, а затем их соединение сваркой трением, что отрицательно влияет на качество инструмента. На основе анализа литературного обзора сделан вывод о необходимости разработки новых, более эффективных ресурсосберегающих методов получения инструмента высокой прочности, например, пластическим формообразованием БЗ, заключающемся в ее горячем выдавливании через профильную матрицу, при котором осуществляется получение высокопрочного биметаллического соединения с одновременным формированием рабочего профиля инструмента. Разработанный в данной работе метод апробирован на примере получения БЗ метчика М12.

Во второй главе приведены предлагаемые конструкция БЗ и схемы ее получения. Ступенчатая конструкция БЗ (рисунок 1) разработана с учетом регламентированной толщины наружного слоя металла, составляющей 2Ц3 высоты профиля резьбы и с целью увеличения площади контакта поверхностей рабочей и хвостовой частей. Увеличение площади физического контакта двух металлов при хорошем их схватывании увеличивает прочность соединения.

Разработанная схема (рисунок 2) горячего пластического формообразования БЗ КРИ включает сборку частей дорнированием, горячее выдавливание с формированием рабочей части заготовки в профильной матрице с одновременным образованием высокопрочного неразъемного ее соединения с хвостовиком.

1Ч рабочая часть, 2 Ч хвостовик,

3 Ч цилиндрический выступ хвостовика

SЧплощадь соединения контактных поверхностей,

dЧдиаметр выступа,

lЧдлина выступа, DЧ диаметр заготовки,

LЧдлина заготовки

Рисунок 1 Ца Конструкция БЗ КРИ в сборе для горячего пластического формообразования

аа б

а Ч в начале процесса,

б Ч выдавливание рабочей части;

1 Ч заготовка, 2 Ч контейнер, 3 Ч матрица

Рисунок 2 Ч Схема получения

профилированной БЗ метчика

пластическим формообразованием

В литературе рассмотрены схемы прямого истечения через коническую матрицу относительно мягкого материала, внутри которого находится более твердый недеформируемый стержень. Таким образом происходит плакирование этого стержня. По предлагаемой схеме внутри БЗ находится мягкий материал, а снаружи - твердый. Для обеспечения регламентированной толщины поверхностного твердого слоя по длине рабочей части БЗ и определения зависимости между геометрическими параметрами формообразующего инструмента, размерами исходных заготовок и механическими свойствами используемых разнородных металлов проведен анализ и расчет напряженно-деформированного состояния БЗ при ее коаксиальном истечении через коническую матрицу.

Установлено, что в зоне пластической деформации, вследствие различия механических свойств компонентов, происходит перераспределение объемов металлов - твердый слой наружного металла занимает относительно больший объем, чем в исходном состоянии. В результате поверхность раздела компонентов смещается в сторону мягкого внутреннего металла и на выходе из зоны пластической деформации отношение размеров компонентов в поперечном сечении отличается от их отношения в исходной заготовке. Показано, что величина смещения поверхности раздела компонентов зависит от геометрии формообразующего инструмента (угла заходной части матрицы) и соотношения радиусов в исходной заготовке, а также от условий трения на контактных поверхностях. При совместной деформации разнородных материалов существует единственное положение поверхности раздела, на которой удовлетворяется равенство нормальных напряжений в обоих материалах. Установлены зависимости нормальных напряжений от положения поверхности раздела для каждого материала. Путем их совместного решения, определены положение поверхности раздела, величина обжатия компонентов заготовки и их размеры после деформации.

Рассмотрено сходящееся течение компонентов бинарной системы в зоне конического канала матрицы, входной радиус которой равен R1, радиус выходного канала - r1, половина угла заходной части - jk, начальный радиус внутреннего металла БЗ - r2 (рисунок 3).

Очаг пластической деформации ограничен сферическими поверхностями с радиусами rвх и r0 и поверхностью конуса матрицы с образующей А0А'0. Наружный слой металла 1 более прочен, чем внутренний металл 2, соотношение их пределов текучести в процессе деформации , что обусловливает такое распределение объемов материалов в очаге деформации, при котором образующая конуса ОСF смещается в положение ODF'. При принятых допущениях , аполучена система уравнений равновесия и пластичности:

(1)

где sr, sq, sj - главные нормальные напряжения,

trj - касательное напряжение,

si - интенсивность нормальных напряжений,

ss - напряжение текучести рассматриваемого металла.

Полученная система уравнений применима при решении задач течения как наружного слоя металла 1, так и внутреннего слоя металла 2. Расчетные величины, относящиеся к наружному слою, обозначены индексом 1, а к внутреннему - индексом 2. После преобразований получено кубическое уравнение:

,а аа (2)

где , , угол . Углы j1, j2, jk аи радиусы R1 и R2 показаны на рисунке 3.

Угол j2 отвечает условию равенства нормальных напряжений s(1)j = s(2)j на поверхности контакта компонентов биметалла в пластической зоне в процессе выдавливания через конический канал матрицы при различных параметрах.

1 Чнаружный слой металла (Р6М5),

2 Ч внутренний слой металла (40Х)

Рисунок 3а Ца Схема пластического

истечения БЗ через коническую

матрицу

Рисунок 4 - Зависимость смещения границы раздела и соотношения

радиусов наружного и внутреннего

металлов на выходе из очага деформации

Увеличение толщины наружного металла в поперечном сечении заготовки составит:

.аа аа (3)

Так как , то .аа аа (4)

По рассчитанным данным построена номограмма (рисунок 4), позволяющая при известных геометрических параметрах матрицы и заготовки, Nи tg j1, определить смещение границы раздела и соотношение радиусов внутреннего и наружного металлов на выходе из очага деформации. Управлять толщиной наружного прочного слоя металла можно путем изменения полуугла заходной части матрицы jk и соотношения исходных радиусов заготовки R2/R1.

Разработанная модель включает основные факторы, которые влияют на процесс коаксиального истечения двух разнородных металлов через коническую часть матрицы при выдавливании. При появлении в цилиндрической части матрицы сложной гравюры, соответствующей получаемой заготовке, расчет процесса истечения металлов сильно усложняется, однако выведенные зависимости (2) - (4) справедливы для рабочей части заготовки в области зуба КРИ. В области стружечной канавки необходимо рассматривать процесс с учетом степени деформации большей в 2 раза, чем при формировании зуба.

В третьей главе исследованы особенности тепловых процессов, проистекающих в БЗ при ее горячем формообразовании. Решены задачи оптимизации температуры горячего деформирования для разнородных соединяемых металлов, определения режимов термообработки БЗ, теплового взаимодействия нагретой заготовки, смазки и штампового инструмента при их взаимном контакте.

Представлен выбор материалов БЗ КРИ, приведены их свойства, методики проведения экспериментов, оборудование (печь LH 09/13 Sokol Therm, металлографический комплекс МГК-1, прибор ТК-2М). Для рабочей части использована быстрорежущая сталь марки Р6М5 (ГОСТ 19265-73), для хвостовика - конструкционная сталь марки 40Х (ГОСТ 4543-71), в качестве смазочной среды применялась композиция из масла индустриального, графита и битума. В работе применен экспериментально-аналитический метод при решении задачи теплообмена в системе БЗ-смазка-штамповый инструмент, металлографический анализ для определения структуры и фазового состава материалов БЗ.

Исследования по определению оптимальной температуры для совместного пластического деформирования стали Р6М5 и 40Х связаны с тем, что быстрорежущая сталь обладает достаточными пластическими свойствами только в узком диапазоне температур 1320Ц1370 К. Для стали 40Х температура ковки составляет 1070Ц1520 К. Показано, что с учетом основных физико-механических и технологических свойств соединяемых сталей (температура ковкости, свариваемость, пластичность и др.) оптимальный диапазон температур для выполнения их совместной пластической деформации составляет 1320Ц1370 К, т.е. соответствует диапазону температур пластичности быстрорежущей стали. Анализ микроструктур и фазового состава исследуемых сталей, обработанных при различных температурах в интервале 1220Ц1490 К, подтвердил, что выбранный температурный интервал нагрева заготовки является оптимальным для деформирования быстрорежущей стали Р6М5, при этом хвостовик из стали 40Х не имеет признаков пережога и сохраняет необходимые эксплуатационные качества (твердость, теплостойкость).

При решении задачи инженерного определения теплового поля в системе БЗЦсмазкаЦштамповый инструмент в любой момент времени (рисунок 5), приняты следующие допущения: контакт смазки с поверхностью заготовки и штампового инструмента Ч идеальный, основной формой переноса тепла во всех компонентах системы является теплопроводность в направлении, перпендикулярном поверхностям контакта; диссипацией энергии при деформации можно пренебречь, поскольку она мала в сравнении с тепловой энергией, передаваемой смазке и штамповому инструменту от нагретой заготовки.

Для цилиндрической металлической заготовки диаметром более 10 мм, в инженерном приближении можно пренебречь кривизной, которая при теплопереносе в большинстве металлов оказывает влияние только при малом радиусе (r < 1 мм). В соответствии с теорией теплопроводности Лыкова А. В. рассматривать задачу теплопроводности можно не в цилиндрической, а в плоской симметрии (рисунок 5).

Задача об остывании нагретой до 1370 К заготовки 1, помещенной в массивный штамповый инструмент 3, с промежуточным слоем консистентной смазки 2, запишется в виде уравнения теплопроводности, определяющего зависимость температуры в системе заготовкаЦсмазкаЦштамповый инструмент от пространственных координат и времени:

, (5)

где ri, ci, li, Ti, i = 1, 2, 3 - соответственно плотность, теплоемкость, теплопроводность и температура i-го элемента системы (заготовка, смазка, штамповый инструмент).

На краях х = 0 и х = L (L - размер штампа, L >> x1) имеют место граничные условия II рода:

(6)

Начальные условия к уравнению теплопроводности (5):

T1(0 < x < x1, t = 0) = T10, а (7)

где T10 - начальная температура заготовки;

T2(x1 < x < x2, t = 0) = T20 = T30а , (8)

T3(x > x2, t = 0) = T30,аа (9)

где T20 - начальная температура смазки,

T30 - начальная температура штампового инструмента.

 

1 - заготовка, 2 - смазка, 3 - контейнер

Рисунок 5 Ц Схема к расчету

теплопередачи в системе

БЗЦсмазкаЦ штамповый инструмент

при горячем пластическом

формообразовании

1 - T30 = 593 K, 2 - T30 =  493 K,

3 ЦT30 =  393 K, 4 - T30 = 293 K

Рисунок 6 - Зависимость остывания

заготовки от температуры нагрева штампаT30 в системе БЗЦсмазкаЦ

штамповый инструмент за 2 с

Для расчетов использована консервативная неявная конечно-разностная схема, построенная интегро-интерполяционным методом А.А.Самарского. Полученная система разностных уравнений, аппроксимирующих задачу (5)Ц(9) на дискретной сетке, решали экономичным безусловно устойчивым методом прогонки. Разработанный алгоритм решения реализован в виде программы на языке Fortran, разработанной в среде Compaq Visual Fortran V6.5.0.

Расчеты показали, что для обеспечения остывания заготовки в процессе ее пластического формообразования в пределах 1350Ц1320 К, гарантирующих необходимые пластические свойства стали Р6М5, требуется аподогревать штамповый инструмент до температур 570Ц590 К (рисунок 6), а также использовать смазочную прослойку с низким коэффициентом теплопроводности.

В четвертой главе выполнены экспериментальные исследования процесса пластического формообразования БЗ при течении через профильную матрицу. Приведены методики проведения экспериментов (электротензометрирование, определение механических свойств в соответствии с ГОСТ 2999-75, 9013-59, 3565-80, микроструктурный анализ), оборудование (пресс модернизированный К2132, испытательная комбинированная гидравлическая машина УИМ-50 с максимальным усилием 500 МПа со скоростью 3 об/мин., оптический микроскоп МКИ-2М).

Используя известные из теории обработки металлов давлением зависимости удельных усилий от геометрии формообразующего инструмента, размеров заготовок рабочей части и хвостовика, рассчитаны удельные усилия процесса горячего выдавливания БЗ КРИ различных типоразмеров через профильную матрицу. Определено, что для осуществления процесса горячего выдавливания БЗ метчика М10ЦМ52 необходим пресс усилием не менее 700 кН. Исследовано влияние толщины наружного слоя металла БЗ на величину удельного усилия формообразования, что позволило уменьшить эту величину в 1,3 раза за счет ограничения толщины наружного высокопрочного слоя в пределах 2Ц3-х высот профиля резьбы метчика.

Установлено, что зависимость влияния толщины слоя наружного металла (быстрорежущей стали) на удельное усилие горячего выдавливания БЗ, имеет пропорциональный характер (рисунок 7).

Рисунок 7 - Влияние толщины

наружного слоя металла на усилие деформирования БЗ при различных температурах

Рисунок 8 - Результаты

сравнительных испытаний на кручение биметаллических

заготовок

Получено выражение для определения средних удельных усилий выдавливания биметаллических образцов с заданным объемным содержанием плакирующего слоя, которое имеет вид:

,аа (10)

где m0 - коэффициент плакирования (безразмерный):

D Ц диаметр заготовки,

d - диаметр выступа хвостовика из стали 40Х,

sS1 и sS2  - сопротивление деформации при выдавливании стали Р6М5 и стали 40Х соответственно,

Р2  - среднее усилие выдавливания заготовки из стали 40Х, имеющей равновеликое с БЗ сечение.

Проведены сравнительные испытания при кручении на прочность соединения рабочей и хвостовой частей заготовок, полученных горячим пластическим формообразованием, сваркой трением и пайкой. Установлено, что прочность соединения в заготовках, полученных горячим выдавливанием, до 50 % превышает прочность соединения заготовок, полученных пайкой, и до 35 % - сваркой трением (рисунок 8).

Исследования механических свойств образцов БЗ метчика М12 (рисунок 9), полученных пластическим формообразованием, показали, что они отличаются повышенной прочностью полученного соединения (530Ц580 МПа) без трещин и расслоений, наличием текстуры в обеих сталях (рисунок 10), повышенной твердостью рабочей части (HRC 64Ц68) и хвостовика (HRC 37Ц40).

а

ба в

а - заготовка, б - поперечное сечение,

в - продольное сечение

1 Ц сталь 40Х, 2 - переходная зона,

3 - сталь Р6М5, х50

Рисунок 9 - БЗ метчика М12, х0,5

Рисунок 10 - Микроструктура

БЗ метчика

В пятой главе представлено модернизированное штамповое оборудование для горячего выдавливания БЗ метчика, которое включает в себя устройство для выдавливания (пресс) с пакетом штампа, блок-штамп с профильной матрицей (рисунок 11, 12). Разработан новый ресурсосберегающий технологический процесс получения БЗ метчика М12 повышенной прочности ФТИ 01021.00072, который в сравнении с другими технологиями позволяет одновременно получить: рабочую часть КРИ по форме и размеру, максимально приближенной к готовому инструменту (минимальные припуски на механическую обработку), высокопрочное соединение хвостовой части концевого режущего инструмента из стали марки 40Х с рабочей частью из быстрорежущей стали Р6М5, улучшение структуры сталей, повышение коэффициента использования быстрорежущей стали в 2,1 раза (КИМ = 0,75), снижение трудозатрат на операции соединения хвостовой и режущей частей инструмента.

Рисунок 11 - Устройство для выдавливания

Рисунок 12 - Блок-штамп без индуктора

Получена опытная партия БЗ метчиков М12 (рисунок 13), из которой на Минском заводе специального инструмента и технологической оснастки (ПРУП МЗ СИ и ТО) изготовлена партия метчиков М12х1,25.2 (рисунок 14), успешно прошедших испытания на ОАО МАЗ и ОАО БЗАЛ.

Рисунок 13 - Опытная партия БЗ

метчиков М12, полученных

горячим выдавливанием

Рисунок 14 - Опытная партия

биметаллических метчиков М12х1,25.2

Работоспособность биметаллических метчиков при нарезании метрической резьбы в отверстии стальной детали в среднем на 13 % превышает работоспособность для стандартных метчиков М12х1,25 из стали Р6М5. Разработанная технология изготовления биметаллических заготовок предложена для использования на ПРУП МЗ СИ и ТО. Технико-экономический эффект достигается в основном за счет экономии около 0,017 кг быстрорежущей стали Р6М5 на одну заготовку метчика М12. В случае изготовления КРИ большего диаметра экономия стали Р6М5 соответственно увеличивается.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты диссертации

  • Разработана математическая модель процесса коаксиального пластического истечения биметаллической заготовки через коническую матрицу, учитывающая нормальные и касательные напряжения в слоях сопрягаемых разнородных металлов в очаге пластической деформации, их сопротивление деформации, позволившая определить геометрию формообразующего инструмента и соотношение радиусов сопрягаемых поверхностей в исходной заготовке, обеспечивающих регламентированную толщину наружного высокопрочного слоя по поперечному и продольному сечениям рабочей части заготовки концевого режущего инструмента [1ЦА, 17ЦА, 22ЦА].
  • Разработана физико-математическая модель тепловых процессов, протекающих в системе заготовкаЦсмазкаЦштамповый инструмент при горячем пластическом формообразовании биметаллической заготовки, позволяющая определять температуру в любой точке системы в зависимости от исходных температур нагрева заготовки и штампа. Установлено, что для обеспечения оптимальных режимов техпроцесса совместное пластическое формообразование соединяемых сталей Р6М5 и 40Х необходимо проводить в интервале температур 1320Ц1370 К, а для уменьшения потерь тепла заготовкой температура подогрева штампа должна составлять 570Ц590 К [2ЦА - 5ЦА, 13ЦА, 15ЦА, 16ЦА, 23ЦА].
  • Разработаны конструкция исходной биметаллической заготовки со ступенчатым соединением хвостовика и рабочей части и способ ее формообразования путем прямого горячего выдавливания через профильную матрицу с одновременным обжатием, обеспечивающие улучшение механических свойств сталей вследствие измельчения зерна, наличия текстуры в обеих сталях, уменьшения толщины переходной зоны до 0,05Ц0,07 мкм, получение высокопрочного неразъемного соединения с пределом прочности при кручении на 50 % превышающим прочность заготовок концевого режущего инструмента, полученных пайкой, и на 35 % - полученных сваркой трением [6ЦА, 7ЦА, 9ЦА, 14ЦА, 24ЦА, 25ЦА].
  • Установлена зависимость изменения усилия горячего выдавливания биметаллической заготовки через профильную матрицу от толщины наружного более твердого слоя металла, что позволило обеспечить формирование высокопрочного наружного слоя в пределах 2Ц3-х высот профиля резьбы метчика, снизить удельные усилия выдавливания биметаллической заготовки в 1,3 раза [3ЦА, 11ЦА, 16ЦА, 19ЦА].
  • Разработан технологический процесс изготовления биметаллической заготовки метчика методом горячего выдавливания ФТИ 01021.00072. Установлено, что стойкость полученных по разработанной технологии метчиков М12х1,25 в среднем на 13 % превышает стойкость стандартных метчиков из стали Р6М5. Коэффициент использования быстрорежущей стали при изготовлении биметаллических метчиков (КИМ = 0,75) увеличен в 2,1 раза по сравнению с полученными сваркой трением (КИМ = 0,35) [1ЦА, 8ЦА, 10ЦА, 12ЦА, 18ЦА, 21ЦА]. а

Рекомендации по практическому использованию результатов

Партия биметаллических метчиков М12 ФТИ 5.001-1630 прошла опытно-промышленные испытания на ОАО МАЗ и ОАО БЗАЛ. Метчики показали период стойкости в среднем на 13 % превышающий данный показатель стандартных метчиков М12х1,25 из стали Р6М5, что позволяет рекомендовать их для широкого использования на металлообрабатывающих предприятиях Республики Беларусь.

Полученные результаты применимы для изготовления заготовок всей номенклатуры биметаллического концевого режущего инструмента с диаметром более 10 мм, включая метчики, сверла, фрезы, развертки, в том числе дереворежущего. Результаты исследований использованы в учебном процессе УО Барановичский государственный университет в качестве лекций по курсу Проблемы станкостроения для студентов специальностей 1-36.01.01 Технология машиностроения, 1-36.01.03 Технологическое оборудование машиностроительного производства.

Разработанная ресурсосберегающая упрочняющая технология изготовления биметаллических заготовок метчика предложена для использования на ПРУП МЗ СИ и ТО.

Предполагаемый технико-экономический эффект от внедрения новой технологии достигается в основном за счет экономии быстрорежущей стали Р6М5. Минимальное снижение металлоемкости производства на одну заготовку метчика М12 в сравнении со сварной заготовкой составляет около 0,017 кг.

С учетом общего количества выпускаемого КРИ в Республике Беларусь (более 5 млн. шт.), их изготовление по предлагаемой технологии позволит получить экономию быстрорежущей стали Р6М5 более 85 тонн.


СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СОИСКАТЕЛЯ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монография

1ЦА. Алифанов, А.В. Ресурсосберегающая технология получения биметаллических заготовок концевого режущего инструмента горячим пластическим деформированием / А. В. Алифанов, А. М. Милюкова // Перспективные технологии / В. В. Клубович [и др.]; под общ. ред. В. В. Клубовича. - Витебск: Изд-во УО ВГТУ, 2011. - Гл. 13 - С. 286Ц319.

Статьи в рецензируемых научных изданиях

  • Алифанов, А. В. Особенности процесса горячего выдавливания КРИ/ А. В. Алифанов, Л. А. Исаевич, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова // Литье и металлургия. - 2005. - №4. - С. 129Ц131.
  • Алифанов, А. В. Изготовление концевого биметаллического режущего инструмента методом горячего пластического деформирования / А. В. Алифанов, Л. А. Исаевич, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова // Литье и металлургия. - 2006. - №4. - С. 125Ц127.
  • Алифанов, А. В. Исследование особенностей теплообмена и силовых параметров процесса горячего выдавливания стальных биметаллических изделий / А. В. Алифанов, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова // Физика и химия обработки материалов (Москва). Ц 2008.  - №6. - С. 78Ц83.
  • Алифанов, А. В. Особенности метода горячего пластического деформирования, применяемого при изготовлении дереворежущих концевых инструментов / А. В. Алифанов., Н. В. Бурносов, А. М. Милюкова // Труды БГТУ. Серия II. Вып. XVI. - 2008. Ц  С. 183Ц187.
  • Алифанов, А. В. Особенности изготовления КРИметодом горячего выдавливания / А. В. Алифанов, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова // Весцi НАН Беларус. Сер. фз.-тэхн. навук. Ц 2009. Ц №2. Ц С. 64Ц70.
  • Алифанов, А. В. Влияние силовых параметров на качество соединения биметаллических изделий / А. В. Алифанов, А. М. Милюкова // Труды БГТУ. Серия II. Вып. XVI. Ц 2009.  Ц С. 234Ц238.
  • Алифанов, А. В. Влияние структуры биметаллических заготовок концевого режущего инструмента, полученных горячим выдавливанием, на их прочностные характеристики / А. В. Алифанов, Г. П. Горецкий, А. М. Милюкова // Литье и металлургия. - 2010. - №4. - С. 141Ц145.

Статьи в сборниках материалов конференций

  • Алифанов, А. В. Прочностные испытания биметаллического концевого инструмента, полученного методами сварки, пайки и горячего пластического деформирования / А. В. Алифанов, Л. А. Исаевич, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: материалы II Междунар. науч.-техн. конф. В двух частях. Ч.2. Ц  2007 г.  Ц Мн.: Экоперспектива Ц  С. 135Ц141.
  • аАлифанов, А. В. Изготовление биметаллической полосы методом совместного прессования / А. В. Алифанов., А. М. Милюкова // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: материалы III Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 15-17 октября 2008. В четырех кн. / III кн.  Ц 2008. Ц Мн.: ФТИ НАНБ. Ц  С. 123Ц125.
  • аАлифанов, А. В. Расчет усилий выдавливания биметаллических метчиков / А. В. Алифанов, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: материалы III Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 15-17 октября 2008. В четырех кн. / III кн.  Ц 2008. Ц Мн.: ФТИ НАНБ. Ц  С. 125Ц129.
  • аАлифанов, А. В. Ресурсосберегающая, упрочняющая технология изготовления концевого режущего инструмента горячим выдавливанием / А. В. Алифанов, А. М. Милюкова //Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня: материалы 11-ой Международной научно-практической конференции-выставки, Санкт-Петербург, 14-17 апреля 2009 г.  Ц 2009. В 2 ч. / часть 1. Ц СПб: Изд-во Политехн. ун-та. Ц  С. 10Ц15.
  • аАлифанов, А. В. Моделирование процесса теплопереноса при изготовлении биметаллического стального изделия / А. В. Алифанов, А. М. Милюкова, В. М. Голуб // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности: материалы 7-й междунар. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 28-30 апреля 2009 г. . Ц  2009. том 14. Ц СПб: Изд-во Политехн. ун-та. Ц  С. 50Ц52.
  • аМилюкова, А. М. Современные технологии получения биметаллического КРИ// Наука. Образование. Технологии: материалы Междунар. науч.-практ. конф., г. Барановичи, 10-11 сентября 2009г. Ц  2009. В 2 ч. / часть 1. Ц  Барановичи: РИО БарГУ, С. 220Ц222.
  • аМилюкова, А.М. Моделирование физических процессов в программных пакетах ABAQUS, ANSYS // Наука. Образование. Технологии: материалы Междунар. науч.-практ. конф., г. Барановичи, 10-11 сентября 2009 г. Ц  2009. В 2 ч. / часть 2. Ц  Барановичи: РИО БарГУ, С. 14Ц17.
  • аAlifanov, A. V. Strangeness mode of production terminative finesse utensil methodic extrusion behind warm / A. Alifanov, P. Liptak, A. Miliukova // TRANSFER 2009: materials 11 International Scientific Conference, Trencin, September 17-18, 2009 г. Ц 2009. Ц P. 20Ц27.
  • аАлифанов, А. В. Исследование напряженного состояния цилиндрической биметаллической заготовки концевого инструмента в процессе ее горячего выдавливания / А. В. Алифанов, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: материалы IV Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 19-21 октября 2009 г. В трех кн. / III кн.  Ц 2009. Ц Мн.: ФТИ НАН Б. Ц  С. 9Ц14.
  • аАлифанов, А. В. Исследование влияния структуры биметаллических заготовок метчиков, полученных горячим выдавливанием, на их прочностные характеристики / А. В. Алифанов, Г. П. Горецкий, А. М. Милюкова // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: материалы IV Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 19-21 октября 2009 г. В трех кн. / III кн.  Ц  2009.  Ц  Мн.: ФТИ НАН Б. Ц  С. 14Ц17.
  • аAlifanov, A. V. Producing wood-cutting bimetallic end tools by the hot extrusion method / Alifanov A., Miliukova A., Burnosov N. // Machinery, technology, materials: materials VII International Congress, Sofia, Bulgaria, May 26-28, 2010. Ц 2010. Ц Sofia. - P. 76Ц79.
  • аМилюкова, А. М. Исследование соответствия биметаллических метчиков, изготовленных горячим выдавливанием, требованиям технических нормативных актов (ТНПА) // А. М. Милюкова // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: материалы V Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 15-17 сентября 2010 г. В трех кн. / III кн.  Ц  2010.  Ц  Мн.: ФТИ НАН Беларуси. Ц  С. 49Ц54.
  • аАлифанов, А. В. Ресурсосберегающая технология изготовления длинномерных биметаллических заготовок совместным пластическим деформированием / А. В. Алифанов., Н. В. Бурносов, А. М. Милюкова // Ресурсосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии: материалы Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 24-26 ноября 2010 г.: в 2 ч.  Ц  2010.  Ц  Мн.: БГТУ. Ц Ч.1. - С. 382Ц385.
  • аАлифанов, А. В. Исследование напряженно-деформированного состояния биметаллической заготовки при ее коаксиальном пластическом истечении через коническую матрицу / А. В. Алифанов, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 14-16 сентября 2011 г. В 3 кн. / 3 кн.  Ц 2011. Ц Мн.: ФТИ НАН Беларуси. Ц  С.106Ц114.

Тезисы докладов

  • аМилюкова, А. М. Термообработка биметаллических заготовок концевого режущего инструмента, полученных горячим пластическим деформированием / А. М. Милюкова, Г.П. Горецкий // Новые стали для машиностроения и их термическая обработка: материалы науч.-техн. конф., Тольятти, 13-15 апреля 2011 г. Ц 2011. Ц г.Тольятти.  - С. 158Ц159.

Патенты

  • аБиметаллическая заготовка концевого режущего инструмента: пат. 6813 Респ. Беларусь, МПК (2009) В 21J 13/02 B 21C 25/02 / А. В. Алифанов, В. Г. Кантин, А. М. Милюкова; заявитель Физико-технический институт НАН Беларуси. - №и20090773; заявл. 21.09.09; опубл. 30.12.10 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. - 2010. - №6(77). - С. 162.
  • аСпособ изготовления биметаллической заготовки концевого режущего инструмента: пат. 14659 Респ. Беларусь, МПК (2009) В 21С 25/00 / А.В. Алифанов, В.Г. Кантин, А.М. Милюкова; заявитель Физико-технический институт НАН Беларуси. - №а20091356; заявл. 21.09.09; опубл. 25.10.11 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. - 2011. - № 4(81). - С. 78.

РЭЗЮМЕ

Мiлюкова Ганна Мхайлавна

Тэхналогя вырабу бметалчных загатовак канцавога рэжучага нструмента павышанай трываласц

Ключавыя словы: канцавы рэжучы нструмент, метчык,а рэсурсазберагальная тэхналогя, гарачае выцсканне, бметалчная загатовка

Мэтай працы з'являецца павышэнне характарыстык трываласц канцавога рэжучага нструмента знжэнне расходу нструментальнай стал шляхам сумеснага пластычнага формавтварэння частак бметалчнай загатовк з разнастайных сталяв.

Аб'ект даследавання - бметалчная загатовка канцавога рэжучага нструмента, якая складаецца з хваставка (сталь 40Х), укаранёнага в рабочую частку (сталь Р6М5).

Прадмет даследавання - працэс пластычнага формавтварэння бметалчнай загатовк канцавога рэжучага нструмента, фзка-механчныя власцвасц нструмента.

Атрыманыя вынк навзна. а

Распрацаваны:

  • матэматычная мадэль працэса кааксяльнага выцякання бметалчнай загатовк, дазваляючая вызначыць суадносны радыусав частак зыходнай загатовк, якя забяспечваюць рэгламентаваную тавшчыню знешняга слою металу па папярочнаму i падовжнаму сячэнню рабочай частк;
  • фзка-матэматычная мадэль цеплавых працэсав, працякаючых у сстэме загатовка-змазка-нструмент, што дазволла вызначыць неабходнасць падагрэву штампа да тэмпературы 570Ц590 К;
  • канструкцыя бметалчнай загатовк канцавога рэжучага нструмента рэсурсазберагальная вмацняючая тэхналогя вырабу бметалчных загатовак метчыка метадам гарачага пластычнага формавтварэння, якая дазваляе палепшыць механчныя якасц сталяв, павялчыць каэфцыент ужывання хуткарэзнай стал у 2,1 раза трываласць злучэння частак нструмента да 35 % у паравнанн з загатовкам, атрыманым зваркай трэннем, палепшыць устойлвасць метчыкав у сярэднм на 13 % у паравнанн са стандартными.

Ступень выкарыстання: выраблена пробная партыя бметалчных метчыкав М12х1,25, якая прайшла выпрабаванн на ААТ МАЗ ААТ БЗАЛ. Тэхналогя прапанавана для выкарыстання на ВРУП МЗ С ТА. Тэхнка-эканамчны эфект ад укаранення новай тэхналог дасягаецца галовным чынам за кошт эканом хуткарэзнай стал Р6М5 (0,017 кг на 1 метчык М12).

Гална прымянення: машынабудаванне, нструментальная вытворчасць, формавтварэнне бметалчных загатовак канцавога рэжучага нструмента.


РЕЗЮМЕ

Милюкова Анна Михайловна

Технология получения биметаллических заготовок концевого режущего инструмента повышенной прочности

Ключевые слова: концевой режущий инструмент, метчик, ресурсосберегающая технология, горячее выдавливание, абиметаллическая заготовка

Целью работыявляется повышение прочностных характеристик концевого режущего инструмента, и снижение расхода инструментальной стали путем совместного пластического формообразования частей биметаллической заготовки из разнородных сталей.

Объект исследования Ц биметаллическая заготовка концевого режущего инструмента, состоящая из хвостовика (сталь 40Х), внедренного в рабочую часть (сталь Р6М5).

Предмет исследования Ч процесс пластического формообразования биметаллической заготовки концевого режущего инструмента, физико-механические свойства инструмента.

Полученные результаты и новизна. Разработаны:

  • математическая модель процесса коаксиального истечения биметаллической заготовки, позволяющая определять соотношение радиусов сопрягаемых частей исходной заготовки, обеспечивающее регламентированную толщину внешнего слоя металла по поперечному и продольному сечениям рабочей части;
  • физико-математическая модель тепловых процессов, протекающих в системе заготовкаЦсмазкаЦштамповый инструмент, позволившая установить необходимость подогрева штампа до температуры 570Ц590 К;
  • конструкция биметаллической заготовки концевого режущего инструмента и технология изготовления биметаллических заготовок метчика методом горячего пластического формообразования, позволяющая улучшить механические свойства сталей, повысить коэффициент использования быстрорежущей стали в 2,1 раза и прочность соединения частей инструмента до 35 % в сравнении с заготовками, полученными сваркой трением, улучшить стойкость метчиков в среднем на 13 % по сравнению со стандартными.

Степень использования:изготовлена опытная партия биметаллических метчиков М12х1,25, успешно прошедшая испытания на ОАО МАЗ и ОАО БЗАЛ. Технология предложена для использования на ПРУП МЗ СИ и ТО. Технико-экономический эффект от внедрения новой технологии достигается в основном за счет экономии быстрорежущей стали Р6М5 (0,017 кг на 1 метчик М12).

Область применения: машиностроение, инструментальное производство, формообразование биметаллических заготовок концевого режущего инструмента.


SUMMARY

Miliukova Anna Mikhailovna

Technology for production of increased strength end cutting tool bimetallic blanks

Key words: End cutting tool, tap, resource-saving technology, hot extrusion,а bimetallic blank

Key words: End cutting tool, tap, resource-saving technology, hot extrusion, bimetallic blank.

The aim of the work is to increase strength characteristics of end cutting tool and to decrease instrumental steel consumption by means of combined plastic forming of bimetallic blank parts made of dissimilar steels.аа

The object of the investigation is a bimetallic blank of an end cutting tool consisting of a shank (40X Steel) inserted in a tool working part (Р6М5 Steel).а

The subject of the investigation is the process of plastic forming of a bimetallic end cutting tool blank and mechanical-and-physical properties of the tool. а

The results obtained and novelty.

The development is made of:

  • the mathematical model for process of coaxial fluxion of аa bimetallic blank material allowing determination of relationship between mating parts of a primary blank that ensures obtaining the specified external metal layer thickness across cross and along longitudinal sections of a working tool part
  • the physico-mathematical model of thermal processes occurring in the blank-lubricant-stamping tool system that has made it possible to establish the need for heating the stamp up to the temperature of 570 to 590 К
  • the design of a bimetallic end cutting tool blank and the technologyа for fabrication of tap bimetallic blanks using the method of hot plastic forming which enables improvement of mechanical properties of steels, increase in the coefficient of utilization a high-speed steel by a factor of 2.1 and enhancement of the joint strength of tool partsа by up to 35 % as compared to these characteristics of blanksа obtained by friction welding as well as improvement ofа life of taps by 13 %а as againstа standard ones.

Degree of utilization:The pilot batch of М12х1.25 has been made and successfully passed the tests at OJSC УMAZФ and OJSC УBZALФ. The production technology is offered for implementation at аPRUE Minsk Plant of Special Tools and Technological Tooling. The technical and economic efficiency resulting from implementation of the new technology is mainly achieved due to saving of the Р6М5 high-speed steel (0.017 kg per 1 M12 tap).

Range of application: Machine building, tool-making production, forming of bimetallic blanks of end cutting tools.


 

 

 

 

Научное издание

Милюкова Анна Михайловна

Технология получения биметаллических заготовок концевого режущего инструмента повышенной прочности

 

Подписано в печать .02.2012 г.

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать RISO. ГарнитураTimes.

Усл. печ. л. 1,4. Тиражаа 60 экз. Заказ №

Отпечатано на участке оперативной полиграфии ГНУ ФТИ НАН Беларуси

220141, г. Минск, ул. Купревича, 10

 
   Все авторефераты - Беларусь    Архивные справочники