[go: up one dir, main page]

RU2062304C1 - Cutting tool - Google Patents

Cutting tool Download PDF

Info

Publication number
RU2062304C1
RU2062304C1 RU93054728A RU93054728A RU2062304C1 RU 2062304 C1 RU2062304 C1 RU 2062304C1 RU 93054728 A RU93054728 A RU 93054728A RU 93054728 A RU93054728 A RU 93054728A RU 2062304 C1 RU2062304 C1 RU 2062304C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
tool
cutting edge
cutting
cutting tool
Prior art date
Application number
RU93054728A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93054728A (en
Inventor
В.Е. Панин
Ю.Р. Колобов
А.И. Слосман
Ю.Г. Веселов
О.А. Кашин
Original Assignee
Российский материаловедческий центр
Товарищество с ограниченной ответственностью "НТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский материаловедческий центр, Товарищество с ограниченной ответственностью "НТ" filed Critical Российский материаловедческий центр
Priority to RU93054728A priority Critical patent/RU2062304C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2062304C1 publication Critical patent/RU2062304C1/en
Publication of RU93054728A publication Critical patent/RU93054728A/en

Links

Images

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

FIELD: metal surface hardening processes. SUBSTANCE: a cutting tool is made of steel, alloying by transition metals of YI-group, and has a cutting edge, formed by crossing of working surfaces of a blade and hardened by particles of refractory compounds of alloying elements. A maximum diameter of particles of refractory compounds is selected in such a way, that it is no more than a rounding radius of the cutting edge; a ratio of an interval between these particles to the maximum diameter of the particles consists (3-10). EFFECT: increased service life period of such tool. 2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области упрочняющей поверхностной обработки металлов, а более точно касается режущих инструментов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в химической, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности, кожевенном производстве. The present invention relates to the field of hardening surface treatment of metals, and more specifically relates to cutting tools and can be used in various sectors of the economy, in particular in the chemical, textile, pulp and paper industry, leather industry.

Известен режущий инструмент с режущей кромкой, упрочненной частицами материала покрытия вмятием их в материал основы (заявка ФРГ N3139871, кл. B23P 17/00, 21.04.83). Known cutting tool with a cutting edge hardened by particles of the coating material by denting them into the base material (application of Germany N3139871, CL B23P 17/00, 04/21/83).

В этом режущем инструменте в качестве материала покрытия использована сталь 50 CrМо4, распыляемая при температуре 1050oC.In this cutting tool, 50 CrMo 4 steel sprayed at a temperature of 1050 o C. was used as a coating material.

Указанный инструмент имеет недостаточную твердость материала покрытия при использовании инструмента, например для резки химических волокон, и в связи с этим сравнительно невысокую стойкость. The specified tool has insufficient hardness of the coating material when using the tool, for example for cutting chemical fibers, and therefore a relatively low resistance.

Известен режущий инструмент на основе стали, легированной переходными металлами VI группы периодической системы элементов, режущая кромка которого образована пересечением рабочих поверхностей лезвия и упрочнена частицами тугоплавких соединений легирующих элементов (патент СССР N1790625, кл.С23С 8/36, 23.01.93). Known cutting tool based on steel alloyed with transition metals of group VI of the periodic system of elements, the cutting edge of which is formed by the intersection of the working surfaces of the blade and hardened by particles of refractory compounds of alloying elements (USSR patent N1790625, class C23C 8/36, 01/23/93).

В указанном инструменте упрочненная часть режущей кромки состоит из двух слоев. Первый слой наносят на основу с помощью тлеющего разряда. Второй слой получают в результате ионной обработки первого слоя. In the specified tool, the hardened part of the cutting edge consists of two layers. The first layer is applied to the substrate using a glow discharge. The second layer is obtained by ion treatment of the first layer.

В указанном инструменте имеет место резкая граница между основой и упрочненной частью, в процессе ее формирования возможно затупление режущей кромки, что ухудшает качество инструмента. In the specified tool, there is a sharp boundary between the base and the hardened part; during its formation, the cutting edge may become dull, which affects the quality of the tool.

В основу предлагаемого изобретения была положена задача создания режущего инструмента, режущая кромка которого была бы так выполнена, что позволило бы значительно повысить качество инструмента. The basis of the invention was the task of creating a cutting tool, the cutting edge of which would be so designed that would significantly improve the quality of the tool.

Поставленная задача решается тем, что в режущем инструменте на основе стали, легированной переходными металлами VI группы периодической системы элементов, режущая кромка которого образована пересечением рабочих поверхностей лезвия и упрочнена частицами тугоплавких соединений легирующих элементов, согласно предлагаемому изобретению, максимальный диаметр частиц тугоплавких соединений легирующих элементов выполнен не превышающим радиуса округления режущей кромки, а отношение расстояния между этими указанными частицами к максимальному диаметру этих частиц выбрано в интервале 3 10. The problem is solved in that in a cutting tool based on steel alloyed with transition metals of group VI of the periodic system of elements, the cutting edge of which is formed by the intersection of the working surfaces of the blade and hardened by particles of refractory compounds of alloying elements, according to the invention, the maximum particle diameter of refractory compounds of alloying elements is made not exceeding the radius of rounding of the cutting edge, and the ratio of the distance between these specified particles to the maximum mu diameter of these particles is selected in the range of 10 March.

Максимальный диаметр частиц не должен превышать радиуса округления режущей кромки, поскольку в противном случае не обеспечивается достаточное сцепление частиц, выходящих на поверхность режущей кромки, с материалом основы (из-за малой поверхности контакта), что при эксплуатации приводит к выкрашиванию частиц и затуплению режущей кромки инструмента. Расстояние между этими частицами определяется тем, что, с одной стороны, должна обеспечиваться достаточная твердость режущей кромки инструмента, а, с другой стороны, слой не должен быть хрупким, чтобы при эксплуатации не было быстрого выкрашивания частиц и затупления инструмента. The maximum diameter of the particles should not exceed the radius of rounding of the cutting edge, since otherwise there is insufficient adhesion of the particles emerging on the surface of the cutting edge to the base material (due to the small contact surface), which during operation leads to chipping of the particles and blunting of the cutting edge tool. The distance between these particles is determined by the fact that, on the one hand, a sufficient hardness of the cutting edge of the tool should be provided, and, on the other hand, the layer should not be brittle, so that during operation there is no quick chipping of particles and blunting of the tool.

Толщина упрочненного слоя на рабочих поверхностях лезвия может быть выполнена (5 50)ρ, где r радиус округления режущей кромки. The thickness of the hardened layer on the working surfaces of the blade can be performed (5 50) ρ, where r is the radius of rounding of the cutting edge.

При меньшей толщине упрочненного слоя он в значительной мере уменьшается при заточке инструмента и затем быстро изнашивается в процессе работы, вследствие чего стойкость инструмента получается незначительной. При большей толщине слоя происходит выкрашивание режущей кромки. With a smaller thickness of the hardened layer, it decreases significantly when sharpening the tool and then quickly wears out during operation, as a result of which the tool life is insignificant. With a greater thickness of the layer, chipping of the cutting edge occurs.

Указанные выше соотношения показаны на основе нового направления в механике физической механике среды со структурой, разработанной одним из авторов предлагаемого изобретения академиком В.Е.Паниным. The above ratios are shown on the basis of a new direction in mechanics of the physical mechanics of the environment with a structure developed by one of the authors of the proposed invention, academician V.E. Panin.

Преимущества предлагаемого изобретения заключаются в том, что режущий инструмент имеет упрочненный слой с нужными параметрами (толщиной, размером частиц, отношением расстояния между частицами к максимальному диаметру), что обеспечивает высокое качество инструмента. The advantages of the invention are that the cutting tool has a hardened layer with the desired parameters (thickness, particle size, ratio of the distance between particles to the maximum diameter), which ensures high quality of the tool.

Далее предлагаемое изобретение поясняется описанием конкретных примеров его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1 изображает предлагаемый режущий инструмент (поперечный разрез);
фиг.2 участок А на фиг.1 в увеличенном масштабе.
Further, the invention is illustrated by a description of specific examples of its implementation and the accompanying drawings, in which:
figure 1 depicts the proposed cutting tool (cross section);
figure 2 plot a in figure 1 on an enlarged scale.

Предлагаемый режущий инструмент содержит основу 1 (фиг.1) из стали, легированной переходными металлами VI группы периодической системы элементов, и режущую кромку 2, образованную пересечением рабочих поверхностей лезвия и упрочненную частицами 3 тугоплавких соединений легирующих элементов. Максимальный диаметр D (фиг.2) частиц 3 тугоплавких соединений легирующих элементов выполнен не превышающим радиуса r (фиг.1) округления режущей кромки 2. The proposed cutting tool contains a base 1 (figure 1) of steel alloyed with transition metals of group VI of the periodic system of elements, and a cutting edge 2 formed by the intersection of the working surfaces of the blade and hardened by particles 3 of refractory compounds of alloying elements. The maximum diameter D (figure 2) of the particles 3 of the refractory compounds of the alloying elements is made not exceeding the radius r (figure 1) of the rounding of the cutting edge 2.

Отношение L/D расстояния L (фиг.2) между этими частицами 3 к максимальному диаметру D этих частиц 3 выбрано в интервале, который соответствует 3 10, то есть L/D (3 10). The ratio L / D of the distance L (FIG. 2) between these particles 3 to the maximum diameter D of these particles 3 is selected in the range that corresponds to 3 10, that is, L / D (3 10).

Толщина t (фиг. 1) упрочненного слоя 4 на рабочих поверхностях лезвия выполнена (5 50)r. The thickness t (Fig. 1) of the hardened layer 4 on the working surfaces of the blade is made (5 50) r.

Ниже будет описан способ получения предлагаемого режущего инструмента. Below will be described a method of obtaining the proposed cutting tool.

Этот способ заключается в том, что предлагаемый режущий инструмент обрабатывают в азотосодержащей плазме тлеющего разряда. Обработку режущего инструмента в азотосодержащей плазме тлеющего разряда осуществляют в течение 15 150 мин при температуре 450 600oС.This method consists in the fact that the proposed cutting tool is processed in a nitrogen-containing glow discharge plasma. The processing of the cutting tool in a nitrogen-containing glow discharge plasma is carried out for 15 150 minutes at a temperature of 450 600 o C.

Далее приведены конкретные примеры получения предлагаемого режущего инструмента. The following are specific examples of the proposed cutting tool.

Пример 1. Example 1

Режущий инструмент для резки химического волокна размерами 20x100x0,9 был изготовлен на основе 1 (фиг.1) из стали 65Х13 (сталь содержит 13% металла VI группы хрома). После механической и термической обработки режущей кромки 2 инструмент подвергали обработке в азотосодержащей плазме тлеющего разряда в течение 20 мин при температуре 480oС для создания упрочненного слоя 4 режущей кромки 2 с r 1 мкм.A cutting tool for cutting chemical fiber with dimensions of 20x100x0.9 was made on the basis of 1 (Fig. 1) of steel 65X13 (steel contains 13% of metal of group VI of chromium). After mechanical and thermal processing of the cutting edge 2, the tool was processed in a nitrogen-containing glow discharge plasma for 20 min at a temperature of 480 ° C. to create a hardened layer 4 of the cutting edge 2 with r 1 μm.

Был получен режущий инструмент с t 5ρ,

Figure 00000002
), имеющий микротвердость H100 10,1 ГПа.A cutting tool with t 5ρ was obtained,
Figure 00000002
) having a microhardness of H 100 10.1 GPa.

Пример 2. Example 2

Режущий инструмент был изготовлен так же, как в примере 1, но в течение 90 мин при температуре 500oС.The cutting tool was made in the same way as in example 1, but for 90 minutes at a temperature of 500 o C.

Был получен режущий инструмент с t 20ρ,

Figure 00000003
, имеющий микротвердость Н100 11,0 ГПа.A cutting tool was obtained with t 20ρ,
Figure 00000003
having a microhardness of N 100 11.0 GPa.

Пример 3. Example 3

Режущий инструмент был изготовлен так же, как в примере 1, но в течение 150 мин при температуре 520oС.The cutting tool was made in the same way as in example 1, but for 150 minutes at a temperature of 520 o C.

Был получен режущий инструмент с t 50ρ,

Figure 00000004
, имеющий микротвердость Н100 11,0 ГПа.A cutting tool with t 50ρ was obtained,
Figure 00000004
having a microhardness of N 100 11.0 GPa.

Ниже приведена таблица, в которой отражены полученные в вышеописанных примерах характеристики упрочненного слоя 4 (фиг.1) режущей кромки 2 предлагаемого инструмента и результаты промышленных испытаний (по каждому режиму было приготовлено и испытано по 20 инструментов, в таблице приведены средние значения). В качестве критерия долговечности использовали количество резов при резке волокна типа "Нитрон". Сравнение проводили с инструментом производства фирмы Lutz (Германия), паспортный срок службы которого составляет 40000 резов. The table below shows the characteristics of the hardened layer 4 (Fig. 1) of the cutting edge 2 of the proposed tool and the results of industrial tests obtained in the examples described above (20 tools were prepared and tested for each mode, the table shows the average values). As a criterion of durability, the number of cuts was used when cutting Nitron fiber. The comparison was carried out with a tool manufactured by Lutz (Germany), whose passport service life is 40,000 cuts.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый инструмент имеет стойкость, в 4 6 раз превышающую стойкость известных инструментов, то есть имеет существенно лучшее качество. From the above data it is seen that the proposed tool has a resistance 4-6 times higher than the resistance of known tools, that is, has a significantly better quality.

Выше были описаны предпочтительные варианты осуществления предлагаемого изобретения, в которые сведущими в этой области специалистами могут быть внесены изменения, не выходящие за пределы существа, изложенного в формуле изобретения. ТТТ1 ТТТ2 The preferred embodiments of the present invention have been described above, in which those skilled in the art can make changes that do not go beyond the essence of the claims. TTT1 TTT2

Claims (2)

1. Режущий инструмент на основе стали, легированной переходными металлами VI группы периодической системы элементов, режущая кромка которого образована пересечением рабочих поверхностей лезвия и упрочнена частицами тугоплавких соединений легирующих элементов, отличающийся тем, что максимальный диаметр частиц тугоплавких соединений легирующих элементов выполнен не превышающим радиуса округления режущей кромки, а отношение расстояния между указанными частицами к максимальному диаметру этих частиц выбрано в интервале 3-10. 1. A cutting tool based on steel alloyed with transition metals of group VI of the periodic system of elements, the cutting edge of which is formed by the intersection of the working surfaces of the blade and hardened by particles of refractory compounds of alloying elements, characterized in that the maximum particle diameter of refractory compounds of alloying elements is made not exceeding the radius of rounding of the cutting edges, and the ratio of the distance between these particles to the maximum diameter of these particles is selected in the range of 3-10. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что толщина упрочненного слоя на рабочих поверхностях лезвия выполнена (5÷50)ρ, где ρ -- радиус округления режущей кромки. 2. The tool according to p. 1, characterized in that the thickness of the hardened layer on the working surfaces of the blade is made (5 ÷ 50) ρ, where ρ is the radius of rounding of the cutting edge.
RU93054728A 1993-12-08 1993-12-08 Cutting tool RU2062304C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93054728A RU2062304C1 (en) 1993-12-08 1993-12-08 Cutting tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93054728A RU2062304C1 (en) 1993-12-08 1993-12-08 Cutting tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2062304C1 true RU2062304C1 (en) 1996-06-20
RU93054728A RU93054728A (en) 1996-11-27

Family

ID=20150043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93054728A RU2062304C1 (en) 1993-12-08 1993-12-08 Cutting tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2062304C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503530C1 (en) * 2009-11-27 2014-01-10 Белер Иббшталь Профиль Гмбх Method of making swivel blades

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент РФ N 1790635, кл. C 23 C 8/36, 23.01.93. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503530C1 (en) * 2009-11-27 2014-01-10 Белер Иббшталь Профиль Гмбх Method of making swivel blades

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4653373A (en) Knife blade and method for making same
Shaw et al. The mechanism of chip formation with hard turning steel
EP0567300B1 (en) Knife blades
JP3469235B2 (en) Knife blade
SE509201C2 (en) Aluminum oxide coated tool
SG175811A1 (en) A sawing wire with abrasive particles partly embedded in a metal wire and partly held by an organic binder
WO2010125083A1 (en) A fixed abrasive sawing wire with a rough interface between core and outer sheath
KR20040097234A (en) Self-sharpening cutting tool with hard coating
KR100380262B1 (en) Clad hard alloy tool
KR19980703399A (en) knife
RU2062304C1 (en) Cutting tool
Börner et al. Surface microstructuring of steel components for CVD diamond coating by ultrasonic vibration superimposed face milling using tailored tools
WO1997039862A1 (en) Self-sharpening cutting device
JP3402849B2 (en) Blade and blade manufacturing method
JPS58153774A (en) Preparation of hard coating member
Beer et al. Antiabrasive coatings in a new application—wood rotary peeling process
JPH11300688A (en) Cutting blade
JP2665565B2 (en) Cutlery for planing wood
KR100187564B1 (en) Surface treatment method of coated cutting tool
JP2004291204A (en) Cbn based sintered body cutting tool and its manufacturing method
Kato et al. Wear characteristics of a woodworking knife with a vanadium carbide coating only on the clearance surface (back surface)
Das et al. Experimental investigation of various surface integrity aspects in hard turning of AISI 4340 alloy steel with coated and uncoated cermet
US6745479B2 (en) Chromium mounted diamond particle cutting tool or wear surface and method
DJERIBAA et al. STUDY OF PLASMA-DEPOSITED LAYERS OF W-TIN ON CUTTING TOOLS.
Dobrocký et al. Change of surface texture parameters of ground surfaces after application of hard and abrasion resistant layers