Этот технологический цикл предусматривает проведение раз­личного рода операций, обеспечивающих повышение стойкости инструментов и увеличение ресурса их работы. В данном цикле Следует выделить ряд операций, такие как механическое упрочне­ние и химико-термическая обработка.

Механическому упрочнению подвергаются в основном твердо­сплавные инструменты и заключается она в округлении его режу­щих кромок до требуемого размера и тренировке путем вибрацион­ной обработки. Для вибрационной обработки используются ма­шины моделей ВМ-40, ВМ-40С, ВМП-25, ВМ-100.

ч Таблица 10.23

Краткая техническая характеристика машины для вибра­ционной обработки модели ВМ-40С приведена ниже.

Емкость рабочей камера, л. . .

Потребляемая мощность, кВт. . Амплитуда колебаний камеры, мм

Частота колебаний, Гц………………….

Габаритные размеры, мм. . . . Масса, кг. . . .

Абразивный наполнитель и обрабатываемое изделие (или пар­тия изделий) помещаются в рабочую камеру машины, колеблю­щуюся с определенной частотой и амплитудой. В результате много­кратных соударений частиц наполнителя и обрабатываемого изде­лия изменяются его геометрические и физико-механические пара­метры. Изменение геометрических параметров выражается в округ­лении режущих кромок и улучшении качества их поверхностей, изменение же физико-механических параметров сводится к соз­данию в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений. Наибольший эффект от механического упрочнения был получен на инструментах для черновой и получистовой обработки. Хоро­шие результаты получены также и при виброобработке пластинок из твердого сплава группы ТК.

В качестве наполнителя могут быть использованы абразивные тела ПТ15 X 15 или ПТ20 X 15 по ТУ2-036-205—73, выпуска­емые Московским абразивным заводом, бой фарфора, минерало­керамики ЦМ-332 и шлифовальных кругов, смесь боя фарфора и шлифовальных кругов. Наполнитель необходимо просеивать через решето с ячейками, равными ~ 10 мм. В процессе обработки в рабочую камеру машины непрерывно подается 2—3%-ный рас­твор кальцинированной соды в воде. Радиус округления для обеспечения повышенной прочности режущей кромки у механи­чески закрепляемых в инструменте пластинок твердых сплавов ориентировочно может быть равен для пластинок с диаметром вписанной окружности 9,525 мм —20—25 мкм, для пластинок с диаметром 12,7 мм —25 —35 мкм, для пластинок с диаметром 15,875 мм — 35—45 мкм, для пластинок с диаметром 19,05 мм — 45—55 мкм; для пластинок с диаметром 25,4 мм —50—70 мкм.

Химико-термическая обработка применяется для упрочне­ния стальных инструментов, предотвращения налипания стружки на поверхности инструментов, повышения его износостойкости. Один из самых распространенных методов химико-термической обработки — цианирование — процесс насыщения поверхностных слоев инструментов углеродом и азотом. Известно жидкостное, газовое и сухое (в твердых средах) цианирование. Обычно на спе­циализированных инструментальных заводах применяется жидкостное низкотемпературное (при температуре ванн 550— 570 °С) цианирование, при котором поверхность в основном азотируется и в меньшей степени науглероживается. Рекомен­дуются следующие смеси цианистых солей, применяемых для

жидкостного цианирования: 5% KCN и 50% NaCN (температуре плавления 490 °С); 96% NaCN и 4% Na2C08 (температура плавле­ния 550 °С); 60% NaCN и 40% Na2C03 (температура плавления 440 °С). В процессе работы ванн состав необходимо постоянно восстанавливать.

В результате цианирования поверхностный слой становится чрезвычайно твердым (до HRC 70), а коэффициент трения стружки о поверхности, подвергнутые цианированию, снижается. За счет этого повышается стойкость инструментов. В связи с хрупкостью поверхностного слоя цианированию подвергают только те виды инструментов, которые обладают прочным режущим клином, в частности, не рекомендуется цианировать метчики с мелкой резьбой.

Кроме цианирования стальных инструментов, применяются и другие виды упрочнения. Инструменты из быстрорежущих ста­лей и твердосплавные инструменты в последние годы подвергаются упрочнению за с^ет нанесения на их поверхность тонких износо­стойких покрытий. Для твердосплавных инструментов отработана и внедрена технология газофазного осаждения карбида титана. Неперетачиваемые твердосплавные пластинки выпускаются с этим покрытием серийно.

Другим методом нанесения тонких износостойких покрытий является метод катодного напыления и ионной бомбардировки. Сущность этого метода заключается в том, что с помощью электро- дугового испарителя наносимый на поверхность инструментов материал (титан, молибден) в вакуумной камере переводится в парообразное состояние (вакуум 1,33• 10-7—1,33- 10~э Па). При наличии напряжения на катоде (анодом служит обрабатываемое изделие, а катодом —металл-испаритель) и подачи в камеру азота или другого газа, содержащего азот, ионы испарившегося металла, взаимодействуя с ионами азота, образуют нитриды испа­рившегося металла (молибдена или титана) и осаждаются на по­верхности инструментов, создавая тонкую пленку (0,004— 0,008 мм). Для равномерного нанесения пленок на режущие кромки многозубых инструментов последние загружаются в спе­циальный барабан камеры и вращаются относительно катодов. В настоящее время для упрочнения твердосплавных пластинок износостойкой пленкой выпускаются установки моделей «Бу — лат-2м» и «Булат-Зм». Основные технические характеристики установки «Булат-2м» приведены ниже.

Толщина наносимого покрытия, мкм………………………. 4—6

Микротвердость покрытия, кг/мм2 …………………………………. 2000—3500

Производительность установки (тыс. шт./год) при уп­рочнении неперетачиваемых твердосплавных пласти­нок пленкой:

на основе молибдена………………………………………………… 2500

» » титана…………………………………………………………. 5000

Производительность установки (тыс. шт./год) при уп­рочнении сверл и метчиков пленкой:

на: основе молибдена

» » титана……………………………………………..

Потребляемая мощность, кВт……………………………………

Необходимая производственная площадь, м — . . .

Основным достоинством установок является возможность обра­зовывать на них износостойкие пленки как на инструментах из быстрорежущих сталей, так и на твердосплавных инструментах. Простота и доступность установки позволяют надеяться на широ­кое ее использование как на специализированных инструменталь­ных заводах, так и в инструментальных цехах машиностроитель­ных предприятий.

Из методов термического и механического упрочнения инстру­ментов следует отметить комбинированный метод термомехани­ческого упрочнения. Метод этот имеет две разновидности: высоко­температурная механическая обработка (ВТМО) и низкотемпера­турная термомеханическая обработка (НТМО). Высокотемпера­турная механическая обработка заключается в нагреве материала до температур мартенситного превращения пластической деформа­ции при этой температуре (прокат, завивка, ковка и т. д.), закалке и отпуске. Низкотемпературная термомеханическая обработка производится при температурах ниже температуры мартенситного превращения и заключается в нагреве, пластическом деформиро­вании и отпуске заготовки. С помощью термомеханических упроч­нений повышаются твердость, а по некоторым данным и красно­стойкость инструментов.