Область техники:	Материаловедение, металловедение, композиционные материалы.
Направление:	Термическая и химико-термическая обработка, упрочнение инструмента.
Цель:	Процесс позволяет повысить эксплуатационную стойкость инструмента из быстрорежущих сталей.

Краткое описание и специфические особенности

Процесс требует применения традиционного термического оборудования и материалов без дополнительных затрат. Предложенные новые режимы закалки и отпуска( продолжительность, температура, последовательность операций и химический состав нагревательной среды, составляющих “ноу-хау”) позволили изменить структуру быстрорежущих сталей подобно композиционному материалу, который состоит из упрочненного поверхностного слоя желаемой толщины с высоким содержанием крупных и мелких карбидов и вязкой сердцевины, имеющей однородную, мелкоизмельченную и высоколегированную структуру быстрорежущей стали. Это обеспечивает, по сравнению с традиционной термообработкой, повышение ударной вязкости в 1,5 - 2,5 раза, прочности на изгиб на 10 - 20%, теплостойкости на 10 - 20° С. При этом твердость поверхностного слоя на HRC 1 - 6 выше, а твердость сердцевины на HRC 1 - 3 ниже, чем твердость стали при стандартной термообработке.

Предлагаемая технология более эффективна для инструмента, испытывающего большие ударные нагрузки, в частности для мелкоразмерного инструмента, для инструмента, используемого при черновой механической обработке.

Позволяет эксплуатировать инструмент при подаче и скорости резания, превышающие нормативные на 10 - 30%, а также обрабатывать материалы с повышенной твердостью до HRC 40 - 46 при поверхностной твердости инструмента из быстрорежущей стали до HRC 66 - 67.

Позволяет повысить чистоту фрезерованной поверхности на 1 - 2 класса выше.

Результаты испытаний и

промышленная апробация.

Использование новых режимов термообработки и совмещение ее с процессом поверхностной карбидизации позволяет увеличить эксплуатационную стойкость режущего инструмента в 1,5 - 3 раза при его поверхностной твердости HRC 66 - 68. Стоимость процесса увеличивается только на 5 - 15% по сравнению со стандартной термообработкой.

Примеры. Увеличение стойкости упрочненного инструмента, раз.

Фрезы	2 - 3
Сверла, развертки, зенкера	1,5 - 2,5
Метчики, резцы	1,5 - 2

Разработанный процесс прост в осуществлении, не требует дополнительного оборудования, легко автоматизируется, экологически безопасен. Проведены испытания на литых быстрорежущих сталях производства бывшего Советского Союза (максимально достигаемая твердость HRC 66 - 67 )и нескольких видах быстрорежущих сталей зарубежного производства (максимально достигаемая твердость HRC 67 - 68 ).

Технология внедрена на более, чем 10 предприятиях Беларуси и России. Результаты испытаний малых партий концевых фрез, проведенных в Чехословакии, Китае и Германии, подтвердили повышение их износостойкости в 1,7 - 2,5 раза. К данной технологии проявили интерес более 15 инструментальных фирм Германии, Великобритании, Австрии, Швейцарии, Бельгии.

Возможные пути реализации

технологии и сотрудничества.

Процесс реализуется в том виде, как разработан. Потребуются дополнительные испытания образцов из сталей, не применяемых в Беларуси.

Процесс может позволить создать новые дешевые композиционные материалы на базе литых и порошковых быстрорежущих сталей и карбидных сталей.

Такие материалы обеспечат высокую прочность и поверхностную твердость, превышающую HRC 70 в сочетании с высокой ударной вязкостью и хорошей обрабатываемостью. Эти материалы предназначены заменить дорогие, хрупкие и труднообрабатываемые твердые сплавы. Данная работа потребует дополнительных инвестиций в рамках выполнения совместных исследований с зарубежными партнерами.

(C) Шматов А.А., Федотов Ф.О., 2006