книги / Сварка в машиностроении. Т. 2

ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ ЗАГОТОВОК БЫСТРОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Высокое качество режущего инструмента, имеющего рабочую часть или ре­ жущие элементы из быстрорежущей стали, соединенные пайкой с корпусом ин­ струмента, достигается с помощью оптимальных условий и режимов термической обработки. Выполнить это условие можно, если использовать припои, имеющие температуру плавления, близкую к температуре нагрева для закалки применяе­ мой быстрорежущей стали, что обеспечивает сохранение паяных соединений быстрорежущей и конструкционной сталей при термической обработке паяного инструмента. Для получения паяных соединений используют припой (или свароч­ ные порошки), состав которых приведен в табл. 20.

Для пайки быстрорежущей стали применяют припой марки П110, формирую­

к опоре. При использовании высокотемпературных припоев инструменты изготов­ ляют по технологической схеме пайка — отжиг — механическая и термическая обработка — финишные операции (шлифование, затачивание).

Технология термической обработки упрощается, если закалку с нагревом в соляных ваннах сочетать с пайкой. При этом устраняется отжиг инструмента. Еще более упрощается технология изготовления инструмента при оснащении его режущими элементами из быстрорежущей стали, предварительно закаленными и отпущенными. В этом случае инструмент изготовляют по технологической схеме механическая обработка — раздельная термическая обработка корпуса (присоеди­ нительной части) и режущих элементов — пайка — финишные операции. Нагрев для панки мест соединения при этом не должен вызывать снижения красностой­

кости и твердости быстрорежущей стали — служебных свойств, полученных тер­ мической обработкой.

Быстрорежущие стали повышенной теплостойкости (например, Р9М4К8) имеют температуру кратковременного отпуска 620—630° С. При длительности нагрева для пайки 1—2 мин температура пайки может быть повышена до 620— 640° С без снижения твердости и свойств термически обработанных сталей; для сталей нормальной теплостойкости, например Р6М5, нагрев в индукторе до 675° С в течение 90 с вызывает снижение твердости не более чем на полторы единицы HRC (табл. 21).

20. Химический состав и температура применения порошковых припоев

сгого кальция.

21.Влияние температуры и длительности нагрева на твердость закаленных

иотпущенных бы(трорежущих сталей [5]

Поставленным условиям удовлетворяет припой ПСр40, имеющий температуру

Технология пайки термически обработанных пластинок из быстрорежущей стали близка к технологии пайки твердого сплава. Пластинки из быстрорежущей стали изготовляют соответствующей формы со скосами по передней и боковым поверхностям с припуском 1—2 мм на сторону для шлифования и заточки после пайки.

Пвёле термической ббрйбатйй производят драбеётруййую ббрйббтку пЛЗёТйй

и шлифование опорных поверхностей. Зазор для пайки допуСЙЙёТёЙ fl йрёДёЛД* 0,06—0,16 MIHJ МША ЙаййЙМЯЖЙИ бМТь бЧЙЩШ 6Т сЛёДбй Жйрй, ТрШ , бйЙСлов. НбрМЯ р м т а fipbпой М р40 -=- 0,20 — 0,26 WM* M tiüiW ёбёДЙЙёЙйЯ. Вй'ДФ чеПЙёМ И йН1#Л1ёЧёЙйёМ ТбйЯ fl йнДуйТбрё ййДёрйМйаЮТ ПрипбЙ Й рЯсйЛЯвЛёНйбМ сбётойЙЙИ 9—9 ëf ЗЯТёМ MëëfMMf ёЯёгйй tidtipàBJWWf Й ЙрЬЙСЙМДОТ Й ЙаЗу Дб зйтйёрДёйаййЯ йрйййй. ИйёТруМёйТ ПбёЛё йййкй ШёЩёкХГ Hâ ЙбЗДУ*ё. ОсТЯТбЧ- и ш НййрЯйИШЙЯ й СбеДЙЙёЙЙЙ Ш ут м уШ / h d ë k m u y йвёффШёИтШ тёНДбЙбТб расширения конструкционной и быстрорежущей сталей близки riè ЗЙЙЧёНйДМ. Корпус инструмента термически обрабатывают до пайки на твердость HRC 40—50. По такой технологии еяедует иэготойлйтв рёзцы, зенкеры, эенкввЙй, иаеаДйьЮ

фрезы с крупным шагом, червячйыё ДруййсШбДуЛйЙкё фрёЗЫ

С помощню высокопрочных припоев (с пределом прочности на кручение

более Э0 нгс/мм2) можно изготовлять ненцевой инструмент с паяным соединением ПрйС'бёДЙПйТёДьйбй чаети с режущей. Й Йтом случае соединяемые части подвер­

гаю^ МёхкййчёсКбй й Тер^йческой обработкам раздельно. Пайка является ебб-

рочно-еоёдиниТельной операцией. Прй механЙЧёеиой обработке резанйем остав­ ляется ТёКнолбгЙчёеКйЙ Нрйпуск на прс'ЛедУющйё бЙёраЦий шлйфованйя и зётаЧивания; ПайЙу проводят в приспособлении, Обеспечивающем точноеть соединяем мых частей ийструмента в пределах 0,1—0,2 мм.

Сйиббй jlHfêpâfyjjBl

М., Машиностроение, 1968. 256 с.

3: Справочник по пайке. Под ред. G. Н. Лоцманства, И. Е. Петрунина, В. П. Фро­ лова. М., Машиностроение, 1975, с. 62—72.

4. Тарасов Шапиро Л. Высокочастотная напайка быстрорежущего инструмента; Реферативный со. сМетёллорежуЩий и контрОЛнЙО-ИэмеритёлВныЙ йнбтрумейт». Вып. 6. М., НИИМАШ, 1973, с. 9 -1 4 .

9. Те*ЙОЛОГйЯ tsaÔRH:. HârtftH И КОНТРОЛЯ зёГбт'оёбК р'еЖУЩёгб инструмента. Технй4гские М вадндад(1» М.; ЙИИМАШ, 1976. 108 с.

основе А12Ояобладают различными свойствами. Повышение содержания основного окисла сопровождается значительным улучшением свойств материалов, но исполь­ зование чистых окислов приводит к усложнению технологии получения керами­ ческих деталей — требуется дополнительная очистка сырья, повышение темпе­ ратуры окончательного обжига и др. Поэтому наиболее широко применяются керамические детали из алюмооксидных масс с содержанием А120 3 в пределах 90—97%.

2.Классификация вакуумно-плотных керамических материалов по их химико-минералогическому составу

Химический состав и основные физико-технические свойства некоторых кера­

Ценность керамических материалов в значительной степени обусловлена высокими теплофизическими свойствами. Эти свойства определяют способность металлокерамических узлов надежно функционировать как в условиях стацио­ нарных тепловых потоков, так и при резкой смене температур, и больших ее градиентах, В этом отношении т(*КДО сврйства, как коэффициент линейного рас­

ширения (КЛР), теплопроводность и теплоемкость, влияют на прочность металлокерамических узлов при резких сменах температуры.

Температурные напряжения, возникающие в металлокерамическом соедине­ нии, в значительной степени определяются КЛР сопрягаемых деталей. Средние значения КЛР в интервале температур 20—900° С для рассматриваемых керами­

число свободных электронов мало, поэтому теплота передается в основном за счет упругих колебаний решетки. Этим и объясняется тот факт, что теплопроводность керамических материалов на один-два порядка ниже, чем теплопроводность ме­ таллов. Как и у металлов, при повышении температуры теплопроводность кера­ мических материалов уменьшается. Теплоемкость большинства керамических материалов повышается с возрастанием температуры. При этом теплоемкость не зависит от строения кристаллической решетки и микроструктуры керамики. Удель­

28 кгс/мм2. Прочность при разрыве вакуумно-плотных керамических материалов изменяется подобно прочности при статическом изгибе. Прочность при сжатии для плотноспеченных керамических материалов высока. Так, микролит, содер­ жащий 99,0—99,2% А120 3, имеет прочность при сжатии 100 кгс/мм2 (для меди ос = 60 кгс/мм2). Поэтому керамические детали должны работать в условиях сжатия. Прочность керамики зависит от размеров детали; при увеличении диаметра

Модуль упругости меди 12 200—13 000 кгс/мм2, а никеля (в зависимости от чистоты) 18 000—22 700 кгс/мм2. Все керамические материалы мало деформируются под нагрузкой, поэтому коэффициент Пуассона для большинства материалов сос­ тавляет 0,2—0,3.

Газовыделение и газопроницаемость высокотемпературных окислов и кера­ мических материалов на их основе определяются свойствами основного компо­ нента, входящего в керамический материал, а также технологическим процессом его изготовления. Газовыделение из керамики происходит в результате диссоциа­ ции окислов, десорбции газов, поглощенных при изготовлении, и выделения легко­ летучих примесей. Диссоциация окислов керамики происходит под действием высоких температур или при бомбардировке керамической поверхности электро­ нами, имеющими высокую энергию. Высокие температуры не влияют на газо­ выделение, которое мало и не превышает газовыделение из меди, никеля и др.

Газовыделение керамик некоторых марок при нагреве в вакууме до 9Q0J Ç приведено в табт]. Ç,

1-Ш14 Ом-см при 100° С. Удельное эдектринееКОССОПРОТИРЛСНИе Суиелнчеиием температуры уменьшается (рис. 1). Кера­

мика обладает высокой электрическойпроч­ ностью. Температурные зависимости элект­

рической прошюсти £ „р керамики при по­

стоянном и переменном напряжении приве­ дены на рис. 2.

теплопроводности и теплопередачи в соединениях спая металла с керамикой возникают тепловые напряжения, которые могут привести к разрушению керами­ ческой детали. При конструировании спаев необходимо принимать меры против

возникновения тепловых напряженийКонструкции спаев делятся на согласованные н несогласованные. Согласо­

ванными называют спаи, у которых КЛР близки в широком интервале температур. Несогласованными спаями называют тайне, У которых КЛр различаются зна­ чительно.

g зависимости от взаимного расположения и формы металлических и кера­ мических деталей все металлокераминвекне узлы можно разделить на четыре группы: конические охватывающие, цилиндрические охватывающие, охватывав-

мые й лнрвдвые: осввлывающйе у в л ы .- в т в р ш мелвлл e m m m л кер м и ч е е;

»У№» т м ь НО йвруЖййЯ НОёёрАНОётй; аШЛЫЙВе*1г1Й КерМЙчееКВЯ ДеЛЯЛН ЬШ-

т'Ывае+ мелаллическую) fopuoaMë; ё йьт'орык «енамйчеьнйе й мелаллнчеекие делали еачленяюлея но лорну.' наиболее *анайтенные н р м еь ы т т у к р н й ука--

заниы * ленов приведены на рйё.- 9:

©сваливающие енан йвляюлея наиболее раенроелраненнымй. цнлнндричесйне есвалывающне енан р т м е щ у ш н для еоллаеованны* енаев; п р и HeoécdдйсюёЛй йзлолонлялы нееоллзеовайний енай (керамика + медь) р т м т у е т

коййчееййй обваливающий енай: Торцовые енан наименее надежные, бложноель-

Pile. Э. Конструкции спаев металла е нераминей!

конструирования метёллокерамййеских cnaèë ёвйёайй с йёойхоДЙШсДьк)' кбМАенсацйй возникающих сЬбствйнмых остаточный напряжений в конструкций, ДЛЯ 4gfü йспользуют некоторые’ приёМЫ. ЗазорУ МежДу спаиваемыми деталями должны быть бптиЫЯльными. При riaftké МёДыЬ такбЙ заЗор равен 0,025 мм: В охватв!ёак)Щих спаях кована (железойикёДеёого сплаёа) кераМийеская ДеТаЛь йёхоДиТсЯ ё Напря­ женном сос+оянии — радиальной сжатия. При пайке молибдена е выеокоТЯинбэе- 1Йистой керамикой ё йсИФДьзованнем охватывающего спая должен быть ирвдуёмотрен зазор 5Т = d - 165* 10~5 + 0,03 мм, где d — ДйёМеТр ДёТвЛй. ПрёйМуЩёётвом конических охватывающих спаев является уменьшение зазора между керамикой и металлами. При их изготовлении не требуется точной подгонки по диаметру сопрягаемых поверхностей. В узлах с охватывающими спаями в качестве металла чёще ücfl&rtbèiÿicff koëâp, МёДь ri fufàh. Рёкб^енДуеМЫё fiëpëfoeïpbt ЗЛёМёнтов ахёё+рйгйбщйй tnëëë ИрйёеДёнЫ ё табл. 1.

йредйабй^Дьнс! МёШДиёирсШйнЫх керёМййёёкй* мётёрйаЛоё ДёёрДёШ ripëridЯМи,(ёаЙкё пб âkfHëiidfl ï&XtitiJtdftiti Й др. Hëpëëifl drtdddâ dfëddëtda К MHdfddfÿflék4ëfdfl, a ëïopdft — к dAildë+ÿHerikëfdft +ёкйоЛ0гйЙ.

Пёйкй йреДЙДШёЛШ МёШлИЗИр<ШнйЫ1 кёрймиКЙ тёёрДЫМй йрйНЖШ. ПрбцёСс ИОЛ^ЧёМя Ш Ш о Щ й Ш & Ш уЗДоЙ rid MrittfdCfÿrierikafdft

cdcîdrif йй дву* dëkdëëbd* йпёраЦЙЙ: МеталЛЙзёЦЙй керамики с сЙразоёанйёМ flpdkrio