RU2601520C2 - Method of hardening cutting tool - Google Patents
Method of hardening cutting tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601520C2 RU2601520C2 RU2015108808/02A RU2015108808A RU2601520C2 RU 2601520 C2 RU2601520 C2 RU 2601520C2 RU 2015108808/02 A RU2015108808/02 A RU 2015108808/02A RU 2015108808 A RU2015108808 A RU 2015108808A RU 2601520 C2 RU2601520 C2 RU 2601520C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wear
- resistant coating
- cutting
- cutting tool
- hardening
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению режущих деталей машин и режущего инструмента.The invention relates to mechanical engineering, in particular to the manufacture of cutting parts of machines and cutting tools.
Известен способ упрочнения режущих деталей машин и инструментов, при котором при изготовлении детали оставляют технологический припуск на "мягкой" поверхности режущих граней, сопрягающихся у лезвия, проводят химико-термическую обработку на толщину слоя, превышающую технологический припуск, выполняют упрочняющую термообработку (закалку и отпуск) сердцевины и диффузионного слоя, сошлифовывают (затачивают) часть толщины диффузионного слоя "мягкой" поверхности, снимая технологический припуск, подвергающейся большему износу, по мере накопления дефектов износа лезвия дошлифовывают (затачивают) "мягкую" поверхность. (Патент РФ № 2131468, МПК C21D 9/18, С23С 8/32, приор. от 10.12.1997, опубл. 10.06.1999.)A known method of hardening the cutting parts of machines and tools, in which when manufacturing the parts leave a technological allowance on the "soft" surface of the cutting faces mating at the blade, conduct chemical-thermal treatment at a layer thickness exceeding the technological allowance, perform hardening heat treatment (hardening and tempering) core and diffusion layer, grind (hone) a part of the thickness of the diffusion layer of the “soft” surface, removing technological allowance, which is subject to more wear, as Lenia blade wear defects doshlifovyvayut (sharpen) "soft" surface. (RF patent No. 2131468, IPC C21D 9/18, C23C 8/32, prior dated 10.12.1997, publ. 10.06.1999.)
Однако известный способ имеет высокую трудоемкость, связанную с проведением химико-термической обработки, закалки, отпуска и механической обработки, требует изготовления деталей с технологическим припуском. Кроме того, известный способ подходит только для упрочнения сталей с высоким содержанием углерода.However, the known method has a high complexity associated with chemical-heat treatment, hardening, tempering and machining, requires the manufacture of parts with technological allowance. In addition, the known method is only suitable for hardening steels with a high carbon content.
Известен способ нанесения износостойких покрытий на рабочую поверхность деталей почвообрабатывающих машин, включающий дуговую наплавку рабочей поверхности вдоль линий армирования износостойким присадочным материалом большей плотности, чем основной металл детали с созданием сжимающих напряжений на толщину рабочей поверхности при охлаждении детали, причем наплавку рабочей поверхности вдоль линий армирования выполняют в виде точек износостойкого материала толщиной слоя 0,8-2,0 мм, расположенных на расстоянии друг от друга, обеспечивающем перекрытие промежутков основного металла между соседними точками в направлении перемещения рабочей поверхности детали, при этом наплавку каждой последующей точки вдоль линий армирования выполняют со скоростью, обеспечивающей перекрытие зон термического влияния соседних точек с образованием закалочной структуры на толщину основного металла рабочей поверхности (Патент РФ № 2464358, МПК С23С 26/00, В23K 9/04, С23С 4/12, приор. от 11.04.2011, опубл. 20.10.2012), который принят за прототип. Однако известный способ, принятый за прототип, не обеспечивает получение равномерного покрытия, что снижает износостойкость инструмента и имеет высокую трудоемкость, связанную с точечной наплавкой. Кроме того, при наплавке снижается прочность материала основы в связи с высокотемпературным воздействием.There is a method of applying wear-resistant coatings on the working surface of parts of tillage machines, including arc surfacing of the working surface along the reinforcing lines with a wear-resistant filler material of a higher density than the base metal of the part with the creation of compressive stresses on the thickness of the working surface when cooling the part, and the surfacing of the working surface along the reinforcement lines is performed in the form of points of wear-resistant material with a layer thickness of 0.8-2.0 mm, located at a distance from each other, I provide which overlaps the gaps of the base metal between adjacent points in the direction of movement of the working surface of the part, while the surfacing of each subsequent point along the reinforcement lines is performed at a speed that overlaps the heat affected zones of neighboring points with the formation of a quenching structure on the thickness of the base metal of the work surface (RF Patent No. 2464358 , IPC С23С 26/00, В23K 9/04, С23С 4/12, prior dated April 11, 2011, published on October 20, 2012), which was adopted as a prototype. However, the known method adopted for the prototype does not provide uniform coverage, which reduces the wear resistance of the tool and has a high complexity associated with spot welding. In addition, when surfacing, the strength of the base material is reduced due to high-temperature exposure.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение износостойкости режущего инструмента с получением эффекта самозатачивания и снижение трудоемкости процесса упрочнения.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is to increase the wear resistance of the cutting tool with the effect of self-sharpening and reduce the complexity of the hardening process.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что наносят на режущую поверхность износостойкое покрытие, в отличие от прототипа осуществляют предварительную струйно-абразивную обработку режущей поверхности до заданной шероховатости, а нанесение износостойкого покрытия осуществляют газопламенным напылением до толщины получаемого слоя от 0,5 до 3 мм с одновременным локальным охлаждением, после чего охлаждают режущую поверхность и производят ее заточку.The essence of the proposed method lies in the fact that a wear-resistant coating is applied to the cutting surface, in contrast to the prototype, preliminary jet-abrasive processing of the cutting surface to a predetermined roughness is carried out, and the wear-resistant coating is applied by flame spraying to a thickness of the resulting layer from 0.5 to 3 mm s simultaneous local cooling, after which the cutting surface is cooled and sharpened.
Кроме того, после газопламенного напыления производят оплавление покрытия.In addition, after flame spraying, the coating is melted.
Кроме того, износостойкое покрытие напыляют с чередующимися твердыми и пластичными слоями.In addition, a wear-resistant coating is sprayed with alternating hard and plastic layers.
Кроме того, износостойкое покрытие напыляют из смеси твердых и пластичных порошков.In addition, a wear-resistant coating is sprayed from a mixture of solid and plastic powders.
Технический результат заключается в повышении рабочего ресурса инструмента с увеличением времени до его перезаточки, снижении трудоемкости процесса упрочнения, снижении разупрочнения материала основы.The technical result consists in increasing the working life of the tool with increasing time to re-sharpening, reducing the complexity of the hardening process, reducing the softening of the base material.
Предложенная совокупность существенных признаков заявляемого способа позволяет получать равномерные по толщине покрытия с высокой твердостью до 62-65 HRC и возможностью упрочнения инструмента любых габаритов. При этом за счет неравномерного износа основы и упрочняющего покрытия создается эффект самозатачивания и увеличивается время до повторной заточки инструмента. При этом процесс упрочнения имеет минимальную трудоемкость и высокую производительность. Следует также отметить, что применение газопламенной горелки с периферическим охлаждением позволяет уменьшить разупрочнение основы из-за термического воздействия. Чередование слоев или использование смеси порошков с повышенной и пониженной твердостью и использование смеси повышает ударную вязкость покрытия, препятствует образованию хрупких трещин и сколов. Заявляемый способ может использоваться для упрочнения такого режущего инструмента, как лемехи плугов, ножи, резцы и пр.The proposed set of essential features of the proposed method allows to obtain coatings uniform in thickness with high hardness up to 62-65 HRC and the possibility of hardening a tool of any size. At the same time, due to uneven wear of the base and hardening coating, the effect of self-sharpening is created and the time before re-sharpening the tool increases. At the same time, the hardening process has a minimum of laboriousness and high productivity. It should also be noted that the use of a gas flame burner with peripheral cooling can reduce the softening of the base due to thermal effects. The alternation of layers or the use of a mixture of powders with increased and reduced hardness and the use of the mixture increases the toughness of the coating, prevents the formation of brittle cracks and chips. The inventive method can be used to harden such a cutting tool as plowshares of plows, knives, cutters, etc.
Заявляемый способ упрочнения режущего инструмента заключается в том, что сначала производят обработку рабочей поверхности до получения заданной шероховатости, затем наносят износостойкое газопламенное покрытие, причем напыление ведут с одновременным охлаждением. Затем охлаждают рабочую поверхность и производят заточку инструмента. Также покрытие могут напылять с чередующимися твердыми и пластичными слоями или из смеси твердого и пластичного порошка. В качестве материала для напыления выбирают, например, твердый порошок ПН70Х17С4Р4 и пластичный порошок ПН85Ю15. Дополнительно могут производить оплавление покрытия после газопламенного напыления.The inventive method of hardening the cutting tool is that they first process the working surface to obtain the desired roughness, then apply a wear-resistant flame coating, and the spraying is carried out with simultaneous cooling. Then cool the working surface and sharpen the tool. Also, the coating can be sprayed with alternating hard and plastic layers or from a mixture of hard and plastic powder. As a material for spraying, for example, solid powder PN70X17C4P4 and plastic powder PN85YU15 are selected. Additionally, they can melt the coating after flame spraying.
Примером реализации предлагаемого способа может служить процесс нанесения износостойкого покрытия на серию лемехов сельскохозяйственных плугов.An example of the implementation of the proposed method can be the process of applying a wear-resistant coating to a series of plowshares of agricultural plows.
Сначала производят механическую очистку и струйно-абразивную обработку поверхности до шероховатости 140-160 мкм. Затем напыляют на рабочую поверхность газопламенным методом покрытие с чередующимися слоями из порошка ПН70Х17С4Р4 и ПН85Ю15 до получения слоя толщиной 1,5 мм, причем напыление ведут с одновременным охлаждением. Затем охлаждают рабочую поверхность на воздухе и производят заточку инструмента.First, mechanical cleaning and blast-abrasive surface treatment to a roughness of 140-160 microns are performed. Then, a coating with alternating layers of PN70X17C4P4 and PN85YU15 powder is sprayed onto the working surface using a gas-flame method to obtain a layer with a thickness of 1.5 mm, the spraying being carried out with simultaneous cooling. Then the work surface is cooled in air and the tool is sharpened.
Проведенные экспериментальные исследования, показали что, использование заявляемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает повышение износостойкости инструмента в 1,4 раза и увеличение времени до перезаточки режущей кромки в 1,8 раза. Кроме того, практически полностью отсутствует разупрочнение основы, в то время как по способу-прототипу наблюдается рост зерна и снижение твердости основы.Experimental studies have shown that the use of the proposed method in comparison with the prototype provides an increase in tool wear resistance by 1.4 times and an increase in time to re-sharpening the cutting edge by 1.8 times. In addition, almost completely there is no softening of the base, while in the prototype method, grain growth and a decrease in the hardness of the base are observed.
Способ упрочнения режущего инструмента может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он соответствует критерию «промышленная применимость».The method of hardening the cutting tool can be carried out using means known in the art. Therefore, it meets the criterion of “industrial applicability”.
Использование заявляемого способа обеспечивает значительное повышение износостойкости режущего инструмента, увеличение времени до его повторной заточки, возможность упрочнения крупногабаритного инструмента и повышение производительности процесса.The use of the proposed method provides a significant increase in the wear resistance of the cutting tool, an increase in the time before its re-sharpening, the possibility of hardening a large-sized tool, and increasing the productivity of the process.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108808/02A RU2601520C2 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Method of hardening cutting tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108808/02A RU2601520C2 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Method of hardening cutting tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015108808A RU2015108808A (en) | 2016-09-27 |
| RU2601520C2 true RU2601520C2 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=57018258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015108808/02A RU2601520C2 (en) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | Method of hardening cutting tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2601520C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707005C1 (en) * | 2019-04-30 | 2019-11-21 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | Method for laser recovery of cutter teeth working edge |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3600201A (en) * | 1968-11-29 | 1971-08-17 | Borg Warner | Hard facing alloy composition and method of manufacture |
| US5456323A (en) * | 1993-12-15 | 1995-10-10 | Piper Farm Products, Inc. | Agricultural sweep and method of manufacture |
| RU2131468C1 (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-10 | Комбинат "Электрохимприбор" | Process of hardening of cutting edges of parts of machines and tools |
| RU2464358C1 (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-20 | Николай Михайлович Ожегов | Application method of wear-resistant coatings on working surface of parts of tillage machines |
| US20130146317A1 (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Cnh America, Llc | Tool System For Resisting Abrasive Wear Of A Ground Engaging Tool Of An Agricultural Implement |
-
2015
- 2015-03-12 RU RU2015108808/02A patent/RU2601520C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3600201A (en) * | 1968-11-29 | 1971-08-17 | Borg Warner | Hard facing alloy composition and method of manufacture |
| US5456323A (en) * | 1993-12-15 | 1995-10-10 | Piper Farm Products, Inc. | Agricultural sweep and method of manufacture |
| RU2131468C1 (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-10 | Комбинат "Электрохимприбор" | Process of hardening of cutting edges of parts of machines and tools |
| RU2464358C1 (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-20 | Николай Михайлович Ожегов | Application method of wear-resistant coatings on working surface of parts of tillage machines |
| US20130146317A1 (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Cnh America, Llc | Tool System For Resisting Abrasive Wear Of A Ground Engaging Tool Of An Agricultural Implement |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707005C1 (en) * | 2019-04-30 | 2019-11-21 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | Method for laser recovery of cutter teeth working edge |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015108808A (en) | 2016-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Leunda et al. | Laser cladding of vanadium-carbide tool steels for die repair | |
| RU2739049C1 (en) | Method of restoration of resource of working elements for soil cultivation | |
| CN108453345B (en) | Blade processing method | |
| Ismail et al. | Surface hardening of tool steel by plasma arc with multiple passes | |
| TWI754127B (en) | Tool material regeneration method and tool material | |
| JP2005212364A5 (en) | ||
| JP2019136799A (en) | Method for manufacturing tool material and tool material | |
| CN110586944A (en) | Laser surface modification method for metal 3D printing part | |
| RU2601520C2 (en) | Method of hardening cutting tool | |
| KR20160116920A (en) | method for alloying of metal surface using laser beam | |
| RU2697747C2 (en) | Method of application of wear-resistant coatings on working surface of soil-cutting components of tillers | |
| CN106637070A (en) | Surface wear resistance strengthening treatment method for agricultural soil touching part | |
| RU2414337C2 (en) | Method of producing wear resistant working surface of tillage implement parts | |
| CN104842045A (en) | Machining method for welding special material to cutter cutting edge | |
| CN102094111A (en) | Bar hot shear blade laser-quenching manufacturing process | |
| CN103498148B (en) | A kind of laser cladding method for perforating head surface | |
| RU2464358C1 (en) | Application method of wear-resistant coatings on working surface of parts of tillage machines | |
| RU2607066C2 (en) | Powder of iron-based alloy for wear-resistant surfacing and sputtering | |
| RU2270259C2 (en) | Method of strengthening of components made out of medium carbon steel and high-carbon steels | |
| RU2728198C1 (en) | Method of hardening of disk furrow opener cutting edge | |
| RU2707005C1 (en) | Method for laser recovery of cutter teeth working edge | |
| RU2795955C1 (en) | Method for hardening cutting parts of cultivator shares | |
| RU2695857C1 (en) | Method of increasing resistance to abrasive wear of frame and resource of composite ploughshare of plow bodies | |
| RU2718017C1 (en) | Combined method of hardening of metal surfaces of parts of machines operating in conditions of abrasive wear | |
| RU2795954C1 (en) | Method for hardening cutting parts of cultivator shares |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170313 |