автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Влияние условий формирования и термообработки на структуру и свойства наплавленной быстрорежущей стали

На правах рукописи

и

Шнейдер Евгений Абрамович

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИИ ФОРМИРОВАНИЯ И ТЕРМООБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НАПЛАВЛЕННОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ

СТАЛИ

Специальность 05.02.01 - Материаловедение (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 3 ДЕК 2009

Омск-2009

003486153

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет» и ОАО «Омский научно-технологический комплекс»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мозговой Иван Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Попов Андрей Юрьевич

кандидат технических наук, профессор Байбарацкая Марина Юрьевна

Ведущая организация: Омский научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей. Омский НИИД .

Защита диссертации состоится 23 декабря 2009г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д212.178.10 при ГОУ ВПО Омский государственный технический университет.

Ваш отзыв на автореферат (в двух экземплярах с подписями, заверенными печатью организации) просим направлять по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира 11, ОмГТУ, Ученому секретарю диссертационного совета Д212.178.10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Автореферат разослан « 20 » ноября 2009г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.178.10 кандидат физ.-мат. наук, профессор

Вад. И. Суриков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях сокращения природных ресурсов вольфрама, молибдена, ванадия, кобальта, а также постоянного роста цен на эти металлы, составляющих основу быстрорежущих сталей возрастает потребность в широком промышленном использовании биметаллического режущего инструмента наплавленного быстрорежущими сталями. Этому препятствует высокая энергоемкость и трудоемкость известных способов его производства, что обусловлено противоречивостью применяемой при этом технологической схемы. Проблема заключается в необходимости использования двух взаимоисключающих технологических операций термообработки: изотермического отжига и закалки. Использование изотермического отжига обеспечивает снижение твердости наплавленной быстрорежущей стали с 57...61НЯСЭ до 255НВ, для проведения механической обработки, при этом структура, образующаяся при кристаллизации сварочной ванны идентична закалочной. При закалке инструмента, выполненной после проведения механической обработки, образуется аналогичная мартенситно-аустенитная структура с твердостью инструментального слоя 58...60Н11Сэ.

При восстановлении изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей известными способами наплавки и термообработки основными задачами являются: снижение уровня остаточных напряжений за счет проведения изотермического отжига и предварительного подогрева инструмента под наплавку, а также снижение уровня термических деформаций базовых поверхностей. Как правило, цикл термообработки, использующийся в известных процессах (изотермический отжиг, предварительный подогрев, закалка), вызывает деформации, приводящие к необходимости доработки или необратим ому браку инструмента. В связи с этим, а также с высокой энергоемкостью и трудоемкостью процесс восстановления изношенного режущего инструмента в подавляющем большинстве случаев в такой технологической конфигурации не рентабелен и не находит практического применения.

Высокий уровень потребности металлообрабатывающей промышленности в создании высокорентабельных способов изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей очевиден. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования, направленные на решение научных и прикладных задач структурообразования и повышения эффективности использования свойств наплавленных быстрорежущих сталей при производстве биметаллического и восстановлении изношенного режущего инструмента, обеспечивающих их высокую рентабельность и промышленное использование, за счет снижения расхода быстрорежущей стали, энергоемкости и трудоемкости технологических процессов.

Диссертационная работа выполнена в рамках проекта по теме 2.1.2/4037Ф аналитической ведомственной целевой программы министерства

з

образования и науки РФ "Развитие научного потенциала высшей школы" (2009-2010 годы).

Цель работы: исследование особенностей формирования структуры и свойств наплавленной быстрорежущей стали в зависимости от различных технологических факторов изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущих инструментов и разработка эффективных процессов обеспечивающих снижение расхода быстрорежущих сталей, энергоемкости и трудоемкости производства.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1 .Исследовать влияние на структуру и свойства наплавленной быстрорежущей стали технологических процессов наплавки и термообработки биметаллического и восстановления изношенного режущих инструментов.

2.Исследовать влияние толщины наплавленного слоя быстрорежущей стали на структуру, режимы термообработки, прочностные и эксплуатационные характеристики инструмента.

3.Усовершенствовать условия формирования и термообработки наплавленной быстрорежущей стали, разработать эффективные процессы изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущих инструментов и внедрить их в производство.

-¿.Произвести проектирование и изготовление специализированного оборудования для наплавки быстрорежущих сталей с регламентированной структурой и свойствами и внедрить его в производство.

Методы исследования. Для проведения экспериментальных работ запроектирована и изготовлена специализированная установка для наплавки режущих частей инструмента быстрорежущей сталью в нейтральной защитной атмосфере аргона.

Металлографические исследования наплавленной быстрорежущей стали и зоны термического влияния проводились на микроскопе МИМ-8М (100х -400х).

Измерение твердости образцов производились на приборах ТК-10-250 (по методу Роквелла), ТШП-4 (по методу Бринелля), ТП-7р (по методу Виккерса).

Состав наплавленного инструментального слоя определялся методами химического и спектрального анализа (спектрограф ИСП-51).

Исследования механических характеристик .наплавленной быстрорежущей стали, биметаллического соединения, проводились на машине МИРИ-50К (статические испытания на растяжение по ГОСТ1497 и.на сжатие по ГОСТ25.503).

Термообработка исследуемых материалов проводились на следующем оборудовании:

1 .электропечь камерная СНЗ-4.8.4/12И1 (подогрев перед наплавкой, изотермический отжиг, отпуск);

2.печи-ванны соляные СВГ-3.5/9И1 и СВС-20/13(подогрев под закалку и закалка);

З.электропечь лабораторная СНО-2,5.4.1,4/11И1 (испытания на красностойкость).

Сравнительные испытания по определению ресурса эксплуатации режущего инструмента проводились в производственных условиях.

Научная новизна

1.Определена зависимость структурных и механических характеристик наплавленного слоя быстрорежущей стали от его толщины и режимов термообработки, при этом толщина наплавленного слоя до 4,0мм допускает использование сокращенного цикла термообработки, при котором отпадает необходимость проведения изотермического отжига и закалки (A.c. №1668067, A.c. №1764924).

2.Установлено, что устранение горячего и холодного трещинообразования в наплавленном материале, температурных деформаций базовых поверхностей при восстановлении изношенной режущей части инструмента из быстрорежущих сталей, достигается за счет предварительного удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев и применения сокращенного цикла термообработки - трехкратного отпуска (Патент № 2071889).

3.Выявлено, что аустенитно-мартенситная структура слоя быстрорежущей стали, наплавленного косвенной дугой в нейтральной атмосфере аргона, соответствует структуре, образующейся при закалке, что позволяет использовать сокращенный цикл термообработки.

Практическая значимость полученных результатов. Полученные результаты исследований реализованы в разработанных технических решениях, способах, технологических процессах изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента методами наплавки и термообработки (A.c. №1668067, A.c. №1764924, Патент №2071889) в том числе:

1. разработаны рекомендации и произведено проектирование заготовок под наплавку для основных типовых представителей биметаллического режущего инструмента;

2. разработаны и внедрены в производство технологические процессы наплавки быстрорежущей стали в нейтральной защитной атмосфере и её термообработки;

3. произведено проектирование двух типов промышленного специализированного оборудования и технологической оснастки (A.c. №1660914) для наплавки мало - и крупногабаритного режущего инструмента быстрорежущими сталями в нейтральной защитной атмосфере;

4. изготовлено специализированное оборудование и созданы производственные участки;

Вышеперечисленные разработки внедрены в производство на предприятиях-. ПО «Завод транспортного машиностроения», «Сибзавод им. Борцов революции», ПО «Полет», завод «Гидропривод», г.Омск, ПО «Уралавтоприцеп» - «Машиностроительный завод автотракторных прицепов», «Завод электромашин» г. Челябинск, «Завод дизельных двигателей» г. Кустанай Республика Казахстан и др.

5. определены иные области применения полученных результатов

исследований:

• распространение технологических процессов и оборудования для изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента различного типажа;

• кроме описанных в данной работе, разработаны другие способы восстановления изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей: (A.c. №1680479, A.c. №1766640),

• использование при изготовлении биметаллического режущего инструмента в качестве заготовки литого корпуса из конструкционной стали.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 .Максимальная прочность различных сочетаний материалов биметаллического соединения и конструкции инструмента в целом достигают показателей прочности материала монометаллического инструмента (~2500Н на 1мм длины лезвия) при наплавке быстрорежущей сталью инструментального слоя - толщиной 6,0мм в предварительно выполненные пазы корпуса режущего инструмента (A.c. №1668067).

2. Условия формирования наплавляемого слоя быстрорежущей стали, прошедшего разработанный сокращенный цикл термообработки (трехкратный отпуск), обеспечивают структурную идентичность, прочностную равнозначность и равные значения эксплуатационного ресурса с биметаллическим режущим инструментом, прошедшим термическую обработку по полному циклу традиционной технологии (изотермический отжиг, закалка, трехкратный отпуск).

3.Структурные и прочностные характеристики материалов биметаллического соединения, с минимально допустимой для данных условий эксплуатации толщиной наплавленного инструментального слоя (не более 4,0мм), обеспечивают после трехкратного отпуска (без применения закалки) ресурс работы инструмента на уровне показателей монометаллического инструмента (A.c. №1764924).

4.В материале, наплавленном при восстановлении изношенной режущей части инструмента из быстрорежущей стали, образование горячих и холодных трещин, температурных деформаций базовых поверхностей предотвращается путем предварительного удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев и применения сокращенного цикла термообработки - трехкратного отпуска (Патент № 2071889).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всесоюзной научно-практической конференции "Структура и свойства конструкционных и инструментальных материалов и методы их исследования" (Новокузнецк, 1986), региональной конференции "Проблемы создания ресурсосберегающих технологий" (Комсомольск на Амуре, 1988), научной зональной конференции: "Структура и свойства металлов", (Новокузнецк, 1988), всесоюзной конференции "Развитие производительных сил Сибири". АН СССР, Сибирское отделение. (Омск, 1990), объединенном научном семинаре кафедры ХТОВ ОмГТУ (Омск, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ: одна монография, 6 печатных работ, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных исследований, 6 докладов на конференциях и семинарах, 5 авторских свидетельств на изобретения и 1 патент на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из оглавления, введения, четырех глав, выводов, списка использованных литературных источников, включающего 93 наименования, содержит 174 страницы основного текста, включающего 28 таблиц и 60 рисунков. Общий объем работы 182 страницы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, положения, выносимые на защиту, научная новизна полученных результатов и их практическая значимость.

В первой главе представлены результаты изучения проблемы эффективного использования свойств наплавленной быстрорежущей стали, рассмотрены особенности её структуры на различных технологических этапах изготовления режущего инструмента и условия эксплуатации. Выполнен обзор основных способов наплавки, электродных и присадочных материалов, разработанных и использующихся при производстве биметаллического режущего инструмента из быстрорежущих сталей, рассмотрены их достоинства и недостатки. Исследованию процессов создания биметаллического режущего инструмента и свойств наплавленной быстрорежущей стали посвящены работы Геллера Ю.А., Артюхова В.Ф., Гуляева А.П., Ревиса И.А., Лебедева Т.А., Костецкого Б.И., Бартенева И.А., Гладкого П.В., Переплетчикова Е.Ф., Хаета Г.Л., Фрумина И.И., Зубковой E.H., Журавлева П.В., Ильина B.C., Сапова П.М., Лужанского И.Б. и др.

Анализ литературных источников показал, что применение известных способов наплавки дает возможность при определенных условиях получать качественные износостойкие слои, однако лишь незначительная часть этих

разработок нашла практическое применение, что обусловлено противоречивостью применяемой при этом технологической схемы, её высокой энергоемкостью и трудоемкостью. Это свидетельствует о недостаточной научной исследованности свойств наплавленных быстрорежущих сталей.

Таким образом, исследование структурообразования и повышение эффективности использования свойств наплавленных быстрорежущих сталей имеет научную и прикладную актуальность и позволит усовершенствовать известные способы изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущих инструментов методами наплавки и термообработки.

На основании проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена исследованию влияния объема наплавляемой быстрорежущей стали на микроструктуру, прочностные и эксплуатационные характеристики материалов биметаллического соединения при различных схемах её термической обработки.

Дана характеристика объектов исследования - быстрорежущих сталей Р18 и Р6М5 по ГОСТ 19265-73, биметаллического инструмента, режущие части которого наплавлены этими сталями и конструкционных среднеуглеродистых сталей 40Х, 38ХС и др. по ГОСТ 4543-71 из которых изготавливались заготовки корпусов режущего инструмента.

Исследованы сравнительные данные степени выгорания основных легирующих элементов при ручной дуговой наплавке электродом со стержнем из стали Р18 и наплавке в нейтральной атмосфере аргона неплавящимся вольфрамовым электродом с присадочным материалом Р18 (рис.1). При этом допустимое отклонение от марочного состава по ГОСТ19265-73 составляет для различных элементов от 0,01 до 0,05%.

У • J 1 '

; ^ , 1—-1

—^••Выгорание легирующих -элементов, при ручной ■ электродуговой наплавке,'

—О—Выгорание легирующих

элементов, при наплавке в нейтральной атмосфере, ^

Сг

W

Рис. 1. Зависимость степени выгорания основных легирующих элементов от способа наплавки быстрорежущей стали PIS (%)

Определен способ наплавки, запроектирована и изготовлена экспериментальная установка для исследовательских работ по наплавке режущего инструмента в нейтральной атмосфере неплавящимся вольфрамовым электродом с использованием в качестве присадочного материала быстрорежущих сталей. Этот способ принят за основу для дальнейшего использования в рамках данной работы (Рис.2, а,б).

•Ж-Й' ; V —

Ш^'^тШ! "»"Г -г Ч..Д г».

Рис.2 Экспериментальная установка для проведения исследовательских работ по наплавке быстрорежущих сталей б

С целью оценки прочностных характеристик различных сочетаний материалов биметаллического соединения и толщин, наплавленных быстрорежущей сталью слоев, были проведены сравнительные испытания на прочность при нагрузках, имитирующих усилия резания.

Наплавка инструментального слоя быстрорежущей сталью Р6М5 была произведена на заготовках образцов (Рис.3) с высотой обработанного зуба 4,0 мм, при толщине наплавленного слоя 6,0мм (наплавка к паз), 4,0мм и 2,5мм. Материал корпуса образца - конструкционные стали - 38ХС, 40Х, 45, СтЗ. Наплавка произведена на экспериментальной установке в нейтральной атмосфере, присадочный материал - быстрорежущая сталь Р6М5 по ГОСТ 19265-73. Неплавящийся вольфрамовый электрод ВЛ-10 (ТУ 48-19-2777). Качество нейтральной атмосферы определялось методом титановой пробы по цвету побежалости.

Для сравнения испытывали«, цельнометаллические образцы из стали Р6М5. Все образцы прошли полный цикл термической и механической обработки. Испытания проводились на машине МИРИ-50К предназначенной для статических испытаний на сжатие по ГОСТ 25.503-97.

Рис.3 Эскиз биметаллического образца режущего элемента (а) и схема испытаний (б)

1 - быстрорежущая сталь Р6М5;

2 - конструкционная сталь

Биметаллические наплавленные режущие элементы в зависимости от толщины инструментального слоя и марки конструкционной стали выдерживают нагрузку от 600 до 2500 Н/мм (Рис.4), в то время как реальные условия резания имеют существенно более низкий уровень нагрузки (в частности для плоских протяжек 100...900 Н/мм)

—О—Толщина инструментального

слоя 6,0 мм —О— Толщина инструментального слоя 4,0 мм

Толщина инструментального слоя 2,5 мм

Р6М5+38ХС

Р6М5+40Х Р6М5+Сталь45 Р6М5+СтЗ

Рис. 4 Зависимость прочности биметаллического соединения после полного термообработки от толщины наплавленного инструментального слоя

При этом установлено, что максимальная прочность обеспечивается при толщине инструментального слоя - 6,0мм, наплавляемого в паз, размеры которого определяются с учетом обеспечения максимальной площади границы сплавления. Предельное усилие на 1мм длины режущей кромки при этом составляет ~ 2500 Н для всех сочетаний материалов биметаллических соединений и равны показателям монометаллических образцов из стали Р6М5.

Сравнительные испытания на прочность показали возможность и достаточность применения в биметаллических наплавленных соединениях инструментальных слоев, толщина которых меньше высоты зуба режущего инструмента. Сокращение при этом объема наплавляемой быстрорежущей стали, инициирует повышение скорости кристаллизации сварочной ванны и создает условия для большего смещения процесса кристаллизации в область образования закалочных структур.

С целью подтверждения данного положения проведены сравнительные металлографические исследования структуры, твердости, красностойкости, прочностные и эксплуатационные испытания наплавленных инструментальных слоев с различной толщиной на основных этапах процесса наплавки и термической обработки по полному циклу традиционной технологии (изотермический отжиг, закалка, трехкратный отпуск) и разработанному сокращенному (трехкратный отпуск после наплавки).

Рис. 5. Микроструктура наплавленного инструментального слоя (быстрорежущая сталь Р6М5) в исходном состоянии, х 400;толщина инструментального слоя: а -6,0мм, б- 2,5мм

Таблица 1

Величина зерна (ячеек карбидной сетки) после наплавки и зерна аустенита после закалки

Толщина инструментального слоя (сталь Р6М5). мм 6,0 2,5

Величина зерна (ячеек карбидной сетки) по шкале ГОСТ 5639 - 82 9...10 отд. 8 10...11

Величина зерна аустенита (по шкале ГОСТ 5639-82) 9...10 отд. 8 10..11 отд.9

а б

Рис. 6. Микроструктура наплавленной быстрорежущей стали Р6М5 после закалки, х 600; толщина инструментального слоя: а - 6,0мм, б - 2,5мм.

Оценка величины зерна (ячеек карбидной сетки) после наплавки (Рис.5),величины зерна аустенита после закалки (Рис. 6) в зависимости от толщины инструментального слоя показывает уменьшение размера зерна при снижении толщины слоя с 6,0 до 2,5 мм (таблица 1). Этот факт свидетельствует об увеличении скорости кристаллизации.

г Шал

а б

Рис.7.Микроструктура наплавленной быстрорежущей стали Р6М5 после закалки и трехкратного отпуска, х 400; толщина инструментального слоя: а - 6,0мм, б - 2,5мм

Толщина инструментального слоя 6,0мм .-О—Толщина инструментального слоя 2,5 мм

Монометаллический эталон, сталь Р6М5

Рис.8.Микроструктура наплавленного инструментального слоя (быстрорежущая сталь Р6М5) после трехкратного отпуска, х 400; толщина инструментального слоя а - 6,0мм, 6- 2,5мм

В процессе закалки и отпуска границы зерна сохраняются, т.к. при мартенситном превращении продукты перекристаллизации оказываются объединенными в границах каждого бывшего аустенитного зерна (рис. 7, 8).

Наплавка Закалка 1 отпуск 2 отпуск 3 отпуск

Рис.9. Зависимость твердости наплавленного инструментального слоя (сталь Р6М5) от его толщины и этапа полного цикла термообработки

0 к

1

□ Толщина инструментального слоя - 6,0 мм

ШТолщина инструментального слоя - 2,5 мм

□ Эталон сталь Р6М5

Трехкратный отпуск 560оС, по 1часу

600°С, 4часа 620°С, 4 часа 640°С, 4 часа

Рис.10. Красностойкость наплавленной быстрорежущей стали Р6М5 после полного цикла термообработки

—о—Толщина инструментального

слоя 6,0мм —О—Толщина инструментального слоя 2,5 мм

Монометаллический эталон, сталь Р6М5

Наплавка 1 отпуск 2 отпуск 3 отпуск

Рис. ]). Зависимость твердости наплавленного инструментального слоя (сталь Р6М5) от его толщины и этапа сокращенного цикла термообработки

Ш Толщина инструментального

слоя - 6,0 мм ВТолщина инструментального

слоя - 2,5 мм □ Эталон сталь Р6М5

Трехкратный 600"С. 4часа 620"С, Л часа 640°С, 4 часа отпуск 560°С, по 1часу

Рис. 12 Красностойкость наплавленной быстрорежущей стали после трехкратного отпуска

Показатели твердости и красностойкости, полученные яри исследовании образцов прошедших термообработку по полному и сокращенному циклам (рис. 9, 10, 11, 12) соответствуют нормативным и уровню красностойкости эталона из проката стали Р6М5. Значения твердости и красностойкости инструментального слоя толщиной 2,5мм выше показателей слой толщиной 6,0мм. Это характеризует более высокую способность мартенсита инструментального слоя толщиной 2,5мм противостоять разупрочнению и переходу в структуры троостита и сорбита при эксплуатации.

5 3000

-о I » |...........(I

X

2500

1600

2000

-0=

—О—Толщина инструментального

слоя 6.0 мм —О—Толщина инструментального слоя 2.5 мм

1000

600 -1--1--1--—а--

Биметалл СтальЗВХС+Р6М5 Сталь'15+Р6М5 СтальСтЗ+Р6М5

РисЛЗ.Завнслмость прочности биметаллического соединения после трехкратного отпуска от толщины наплавленного инструментального слоя

Номинальные значения прочности для всех сочетаний материалов биметаллических соединений с толщиной инструментального слоя 2,5мм и 6,0мм после сокращенного цикла термообработки соответствуют показателям образцов прошедших полный цикл термической обработки в пределах допустимого разброса показаний. Для биметаллических соединений, прошедших термообработку по полному и сокращенному циклам, при толщине наплавленного инструментального слоя - 6,0мм прочность составляет ~ 2500Н на 1 мм длины режущей части для всех сочетаний материалов биметаллических соединений и равны показателям монометаллических образцов из стали Р6М5 (рис. 4, 13). Проведенные сравнительные эксплуатационные испытания показали равные значения ресурса работы инструмента. Выполненные исследования позволили решить следующие поставленные задачи:

1 .Определено, что максимальная прочность биметаллического соединения, достигает значений монометаллического инструмента при толщине инструментального слоя - 6,0мм и наплавке быстрорежущей стали в предварительно выполненные пазы корпуса режущего инструмента (A.c. №1668067).

2.Результаты сравнительных металлографических исследований, испытаний на прочность и эксплуатационных испытаний показали структурную идентичность, прочностную равнозначность и одинаковые значения эксплуатационного ресурса наплавленных инструментальных слоев, прошедших термическую обработку по полному циклу традиционной технологии (изотермический отжиг, закалка, трехкратный отпуск) и разработанному сокращенному циклу (трехкратный отпуск непосредственно после наплавки), соответственно.

3.Установлено, что прочностные характеристики биметаллического соединения, с минимально допустимой для данных условий эксплуатации толщиной наплавленного слоя (не более 4,0мм), обеспечивают после трехкратного отпуска (без применения изотермического отжига и закалки) ресурс работы инструмента на уровне показателей монометаллического инструмента (A.c. №1764924).

4. Выявлено, что структура слоя быстрорежущей стали, наплавленного косвенной дугой в нейтральной атмосфере аргона, соответствует структуре, образующейся при закалке, что позволяет использовать сокращенный цикл термообработки.

В третьей главе приведены результаты исследований структурного состояния и свойств материала изношенного инструмента из быстрорежущих сталей при его восстановлении методами наплавки и термообработки.

Известные способы восстановления изношенного режущего инструмента методами наплавки и термообработки в используемой технологической конфигурации не рентабельны и не находит практического применения. Причина - необходимость снижения высокого уровня остаточных напряжений, которое в известных способах производится за счет предварительной (изотермический отжиг) и сопутствующей термообработки, для обеспечения условий качественной наплавки восстанавливаемого слоя. При этом использующаяся термообработка (изотермический отжиг, предварительный подогрев, закалка), вызывает деформации базовых поверхностей, приводящие к необходимости доработки или необратимому браку инструмента.

Исследован критический уровень технологической прочности изношенного режущего инструмента при его восстановлении методом наллавки. При этом установлено, 64,2% цилиндрических фрез, прошедших восстановление инструментального слоя, не обладают необходимой запасом технологической прочности (42,8% - горячие трещины, 21.4% - холодные трещины). 35,8% фрез показали достаточный запас технологической прочности. Подобное положение свидетельствует о том, что уровень сложнонапряженного состояния структуры режущей части находится в зоне критических значений технологической прочности.

Установлено, что неравновесное сложнонапряженное состояние структуры режущей части, имеющей максимальный уровень концентрации остаточных напряжений в её острие, усиливается дополнительной концентрацией внутренних напряжений нагартованного слоя, образующегося в процессе эксплуатации.

Предложено снижение уровня остаточных напряжений в острие режущей кромки производить за счет удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев.

Для экспериментальной проверки данного предположения была восстановлена аналогичная партия изношенных цилиндрических монометаллических фрез и разверток из стали Р18 (Рис. 14).

Перед наплавкой на режущих частях были удалены нагартованные и прилегающие к нему слои на величину 0,5мм. При визуальном контроле режущего инструмента после наплавки, а также в течение периода до проведения трехкратного отпуска и после него на восстановленном инструментальном слое и зоне термического влияния дефектов не выявлено.

Для определения характеристик восстановленного инструментального слоя на основных технологических этапах были

Ш41

{ ч Ш

V V

РЯ'^й г • 1! V; К

I:: 1 г з__<4 5 « 7 а .9 :щ

' Рис.14. -Шлифы поперечного разреза цилиндрической фрезы и : развертки с восстановленным наплавленным инструментальным споем

проведены сравнительные металлографические исследования структуры, твердости, красностойкости (Рис. 15,16,17) с использованием сокращенного цикла термообработки (трехкратного отпуска), а также прочностные (Рис. ¡8) и эксплуатационные испытания.

ЩШ

Ше ■ г шш mârn

ишмшшя

11%

m гакдаз

••Î-ГЛЛ: Г:«

- > - • ' •-■•

тшш

Рис.15.Микроструктура восстановленного инструментального слоя (быстрорежущая сталь Р6М5) после наплавки и трехкратного отпуска, х 400

а. в верхней зоне, прилегающей к наружной поверхности наплавленного слоя;

б. в центральной зоне инструментального слоя

<=-0~ Восстановленный

слой, сталь P1S ■"-О—Эталон, сталь Р18

Наплавка

1 отпуск

2 отпуск

3 отпуск

Рис. 16.

Рис. ! 7. Красностойкость восстановленного инструментального слоя после наплавки и трехкратного отпуска (сталь Р18)

становленный слой, сталь Р18 ШЭталон сталь Р18

Зависимость твердости восстановленного инструментального слоя технологического этапа изготовления

(сталь Pi8) от

Примечание: для эталонных монометаллических образцов режущего инструмента на Рис. 16, Рис.17 в графах "первый отпуск" и "трехкратный отпуск" представлены показатели твердости после первого отпуска и закалки.

Показатели, полученные при исследовании твердости и красностойкости восстановленного инструментального слоя, соответствуют характеристикам монометаллического режущего инструмента поГОСТ 19265-73.

Для оценки прочностных характеристик восстановленного инструментального слоя, полученного с использованием предложенного

метода, а также с целью создания

идентичных условий для сравнения результатов был выбран вариант прочностных испытаний, с имитацией усилия резания примененный для биметаллических наплавленных образцов (Рис.3,18). Результаты сравнительных

испытаний восстановленного режущего инструмента и инструмента, серийно изготовленного по традиционной технологии, показывают равные значения эксплуатационного ресурса.

Выполненные исследования позволили решить следующие поставленные задачи:

1. Установлена причинно-следственная связь появления критического уровня сложнонапряженного состояния структуры изношенных режущих частей инструмента из быстрорежущих сталей и разработано техническое решение, обеспечивающее его снижение за счет предварительного удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев.

2. Усовершенствован способ восстановления изношенного режущего инструмента, обеспечивающий снижение концентрации остаточных напряжений в режущей части, за счет предварительного удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев и исключающий холодное и горячее трещинообразование при наплавке нового слоя (Патент № 2071889).

3. Снижение концентрации остаточных напряжений в режущей части, за счет предварительного удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев позволяет применить сокращенный цикл термообработки, не вызывающий температурных деформаций базовых поверхностей.

4. Металлографические исследования инструментального слоя, восстановленного предложенным способом, показали идентичность структур, полученных при полном и сокращенном циклах термообработки.

5 .Усовершенствованный способ восстановления изношенного режущего инструмента, предусматривает за счет минимизации объема наплавляемого

инструментального слоя уменьшение технологических припусков на механическую обработку режущей кромки до значений, допустимых для их удаления на финишных операциях шлифовки и заточки.

6.Прочностные и эксплуатационные испытания показали равнозначность восстановленных инструментальных слоев по разработанной технологической схеме, с показателями монометаллического режущего инструмента, изготовленного по традиционной технологии.

В четвертой главе приведены результаты промышленного применения разработанных способов изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента.

1. Разработаны и внедрены в производство рекомендации по проектированию типовых конструкций заготовок биметаллического наплавленного режущего инструмента, обеспечивающие его эксплуатацию в широком диапазоне (A.c. №1668067, A.c. №1764924).

а б в

Рис.19(а,б,в) Основные технологические стадии изготовления биметаллического режущего инструмента (а.с. №1668067)

1. заготовка с лазами под наплавку. 2. наплавленная заготовка. 3. готовый инструмент.

2. Разработаны и внедрены в производство схемы технологических процессов изготовления биметаллического (A.c. № 1668067, A.c. №1764924) и восстановления изношенного (Патент № 2071889) режущего инструмента методами наплавки в нейтральной атмосфере и термообработки.

3. Произведено проектирование двух типов промышленного специализированного оборудования и технологической оснастки (A.c. №1660914) для наплавки мато - и крупногабаритного режущего инструмента быстрорежущими сталями в нейтральной атмосфере. Выполнен комплекс работ по созданию производственных участков, изготовлению специализированного оборудования, внедрению в производство усовершенствованных способов изготовления биметаллических конструкций и восстановлению изношенного режущего инструмента методами наплавки в нейтральной атмосфере и термообработки (A.c. №1668067, №1764924, № 2071889), а также технологических процессов для их осуществления. Рис.20, 21

Рис.20.Фрагмент производственного участка наплавки режущего инструмента в нейтральной защитной атмосфере (а) и общий вид установки для наплавки малогабаритного инструмента

а б

Рис. 2] (а, б) Общие виды различных конструкций рабочих камер установок для наплавки режущего инструмента в нейтральной защитной атмосфере

Внедрение разработанных способов изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента осуществлено на металлообрабатывающих предприятиях Сибири, Урала и Казахстана.

4.Определены иные области применения полученных результатов исследований (A.c. №1680479, A.c. №1766640).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

¡.Экспериментально установлено, что максимальные значения прочности имеют различные сочетания материалов биметаллических соединений с толщиной инструментального слоя 6,0мм, при этом наплавка быстрорежущей стали производится в предварительно выполненные пазы корпуса заготовки (A.c. №1668067). Для биметаллических соединений стали Р6М5 с конструкционными сталями 38ХС, 40Х, 45, СтЗ, предельная нагрузка на 1мм

режущей части составляет 2570...2510 Н, что соответствует показателям монометаллического инструмента из стали Р6М5.

2.0пределено, что структурные и прочностные характеристики материалов биметаллического соединения, с минимально допустимой для данных условий эксплуатации толщиной наплавленного инструментального слоя (не более 4,0мм), обеспечивают после трехкратного отпуска (без применения закалки) ресурс работы инструмента на уровне показателей монометаллического инструмента (A.c. №1764924).

3. Выявлено, что при наплавке быстрорежущих сталей при изготовлении биметаллического инструмента с толщиной слоев больше 4,0мм, для получения регламентируемой ГОСТ структуры необходимо проведение полного цикла термообработки (изотермического отжига, закалки и трехкратного отпуска) в связи с необходимостью проведения механической обработки режущей части инструмента.

4. Экспериментально установлено, что в материале, наплавленном при восстановлении изношенной режущей части инструмента из быстрорежущей стали, образование горячих и холодных трещин, температурных деформаций базовых поверхностей предотвращается путем предварительного удаления нагартованного й прилегающего к нему слоев и применения сокращенного цикла термообработки - трехкратного отпуска (Патент № 2071889),

6. Полученные результаты исследований структурных и механических характеристик наплавленной быстрорежущей стали, реализованы в разработанных технических решениях, способах, технологических процессах изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента методами наплавки и термообработки (A.c. №1668067, A.c. №1764924, Патент №2071889) и внедрены в производство, что позволяет получить следующие технико-экономические показатели:

• снижение нормы расхода быстрорежущей стали на 50...90 % на единицу инструмента;

• сокращение энергоемкости процесса на 40.. .90%, трудоемкости на 20.. .80%;

• снижение себестоимости единицы инструмента в 1,5... 10 раз;

7.Произведено проектирование двух типов промышленного специализированного оборудования и технологической оснастки (A.c. №1660914) для наплавки мало - и крупногабаритного режущего инструмента быстрорежущими сталями в нейтральной защитной атмосфере. Выполнен комплекс работ по созданию производственных участков, изготовлению специализированного оборудования, внедрению в производство разработанных способов и технологических процессов изготовления биметаллических конструкций и восстановления изношенного режущего инструмента методами наплавки в нейтральной атмосфере и термообработки (A.c. №1668067, №1764924, Патент № 2071889) на металлообрабатывающих предприятиях Сибири, Урала и Казахстана.

Основные публикации по теме диссертации

1. Бахмат В.В., Шнейдер Е.А., Керейбаев М.Х., Янчуковский Б.А. Исследование работы зарождения и развития трещин сварных соединений при статическом и динамическом изгибе // Структура и свойства конструкционных и инструментальных материалов: Тез. докл. Всесогозн. научно-практической конф., 14-16 мая 1986г. - Новокузнецк, 1986.-С.89-90.

2. Шнейдер Е.А., Самойлов В.М., Бахмат В.В., Камашев Ю.Н. Исследование структуры и свойств сварных соединений из стали ЗОХГСА // Структура и свойства конструкционных и инструментальных материалов: Тез. докл. Всесоюзн. научно-практической конф., 14-16 мая 1986г. -Новокузнецк, 1986. - С. 52-53.

3. Шнейдер Е.А., Картавых H.H. Наплавленный биметаллический режущий инструмент // Проблемы создания ресурсосберегающих технологий сварочного производства: Тез. докл. Региональн. конференция 20-21 октября 1988г. - Комсомольск на Амуре, 1988. - С. 31-32.

4. Шнейдер Е.А., Картавых H.H., Сарсенов Н.К., Самойлов В.М. Технологические особенности изготовления биметаллических заготовок режущего инструмента методом наплавки // Структура и свойства металлов: Сборник материалов зональной научной конф., 13-16 сентября 1988г. -Новокузнецк, 1988. - С. 123-124.

5. Шнейдер Е.А., Камашев Ю.Н., Бахмат В.В., Самойлов В.М. Сварка ответственных конструкций из среднеуглеродистых низколегированных сталей ванным способом //Сварочное производство. - 1989. N° 5. - С. 13-14.

6. Шнейдер Е.А., Созонтов Д.Г. Создание биметаллических конструкций режущего инструмента - эффективное направление ресурсосбережения // Развитие производительных сил Сибири: Сборник докладов Всесоюзн. конф. АН СССР, Сибирское отделение, 19-20 сентября 1990г. - Омск, 1990. - С. 79-80.

7. Шнейдер Е.А., Кошелев Н.И. Основы проектирования заготовок биметаллического режущего инструмента, изготавливаемого методом наплавки // Развитие производительных сил Сибири: Сборник докладов Всесоюзн. конф. АН СССР, Сибирское отделение, 19-20 сентября 1990г. -Омск, 1990.-С. 82-83.

8. Шнейдер Е.А., Созонтов Д.Г. Технологические и структурные особенности наплавленной быстрорежущей стали // Станки и инструмент. -1991.№3.-С. 35-37.

9. A.c. №1680479 СССР, МПК В23Р 6/00. Способ восстановления деталей/ Шнейдер Е.А., Алексеев А.П., Новоселова О.Н. (СССР). - 4690538/27; Заявлено 28.03.89; Опубл. 30.09.91, Бюл. № 36. - Зс.

10. А.с.№1660914 СССР, МПК В23К 37/04. Манипулятор для сварки / Шнейдер Е.А., Картавых H.H., Сарсенов Н.К., Кириенко Д.Н.(СССР). -4494662/27; Заявлено 17.10.88; Опубл. 07.07.91, Бюл. № 25. - Зс.

11. A.c. №1668067 СССР, МПК В23К 9/04. Способ изготовления режущего инструмента / Шнейдер Е.А., Картавых H.H., Новоселова О.Н. (СССР). -4635622/27; Заявлено 10.01.89; Опубл. 07.08.91, Бюл. № 29. - Зс.

12. A.c. №1766640 СССР, МПК В23Р 6/00. Способ восстановления изношенного режущего инструмента / Шнейдер Е.А., Петлин A.A. (СССР). -4899145/27; Заявлено 03.01.91; Опубл. 07.10.92, Бюл. № 37,- 2с.

13. A.c. №1764924 СССР, МПК В23Р 15/28; В23К 9/04. Способ изготовления режущего инструмента / Шнейдер Е.А. (СССР). - 4829410/08; Заявлено 28.05.90; Опубл. 30.09.92, Бюллетень № 36. - Зс.

14. Патент № 2071889 РФ, МПК 6В23К 9/04. Способ восстановления изношенного режущего инструмента из быстрорежущей стали / Шнейдер Е.А. (РФ). - 5035741/08; Заявлено 03.04.92; Опубл. 20.01.97 , Бюллетень № 2. - Зс.

15. Шнейдер Е.А., Картавых H.H., Камашев Ю.Н. Медный водоохлаждаемый кристаллизатор // Информационный материал о научно - техническом достижении / МТЦНТИ. - Омск; 1987. № 169.87, УДК 691.791.039.

16. Шнейдер Е.А. Восстановление изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей методом наплавки // Сварочное производство. -2009.№2.-С. 31-32.

17. Шнейдер Е.А. Оптимизация технологического процесса изготовления наплавленного биметаллического режущего инструмента // Станки и инструмент. - 2009. №6. - С. 24-26.

18. Шнейдер Е.А. Влияние режима термообработки на морфологию структурных составляющих наплавленной быстрорежущей стали // Сварочное производство. - 2009. №11. - С. 42-47.

19. Шнейдер Е.А. Биметаллический наплавленный режущий инструмент. Монография. - Омск: ПЦ КАН, 2009. - 190 с.

Печатается в авторской редакции Подписано в печать 17.11.09. Формат 60x84 '/i6. Отпечатано на дупликаторе. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,5. Тираж 100. Заказ 79.

Типография: 644050, г. Омск, пр. Мира, И. Омский государственный технический университет, кафедра «Дизайн и технологии медиаиндустрии»

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВОЙСТВ

НАПЛАВЛЕННОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ.

1.1.Состояние уровня развития производства режущего инструмента из быстрорежущих сталей.

1.2 Структура литой быстрорежущей стали.

1.3.0.обенности структуры наплавленной быстрорежущей стали.

1.4. Условия эксплуатации наплавленного инструментального слоя быстрорежущей стали и биметаллического соединения.

1.5.Способы и материалы для наплавки режущего инструмента.

1.5.1.Ручная электродуговая наплавка покрытыми электродами.

1.5.2. Ванный способ наплавки инструмента.

1.5.3. Плазменная наплавка инструмента.

1.5.4. Полуавтоматическая наплавка порошковой проволокой.

1.5.5. Наплавка в вакууме.

1.5.6. Наплавка в нейтральной защитной атмосфере.

свойств быстрорежущей стали при наплавке режущего инструмента.37

ВЫВОДЫ.41

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ И ТЕРМООБРАБОТКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НАПЛАВЛЕННОЙ

БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ И БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ.42

2.1. Объекты исследований.42

2.2 Обоснование выбора способа наплавки и оборудования для экспериментальных работ.44

2.3. Исследование прочностных характеристик и структурных особенностей материалов биметаллического соединения.48

2.3.1.Влияние термического цикла изготовления на структуру и технологическую прочность биметаллического соединения.49

2.3.2.Прочность биметаллического наплавленного режущего инструмента, эксплуатирующегося в условиях тяжелого нагружения.57

2.3.3.Сравнительные металлографические исследования и прочностные испытания биметаллического соединения, прошедшего термообработку по полному и сокращенному технологическому регламенту.66

2.3.3.1.Анализ результатов сравнительных металлографических исследований и прочностных испытаний.84

2.3.4. Разработка способа изготовления биметаллического режущего инструмента с минимально допустимой величиной наплавленного инструментального слоя.86

2.3.5.Анализ результатов исследований.96

ВЫВОДЫ.100

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ИЗНОШЕННОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ И РАЗРАБОТКА СПОСОБА ЕГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТОДАМИ НАПЛАВКИ И ТЕРМООБРАБОТК.Ю2

3.1. Влияние технологических параметров восстановления изношенного режущего инструмента известными методами наплавки и термообработки на свойства быстрорежущих сталей.102

3.2. Отличительные особенности технологической конфигурации процесса восстановления изношенного режущего инструмента методами наплавки и. термообработки.105

3.3.Исследование возможности наплавки восстанавливаемого инструментального слоя на корпус инструмента из быстрорежущей стали, имеющий структуру, соответствующую состоянию окончательной термообработки.109

3.4.Металлографические исследования восстановленного инструментального слоя.112

З.б.Исследование механических характеристик восстановленного инструментального слоя.115

3.5.1.Исследование твердости и красностойкости.115

3.5.2.Исследование прочностных и эксплуатационных характеристик.117

3.6. Анализ результатов металлографических исследований, прочностных и эксплуатационных испытаний восстановленного инструментального слоя.122 ВЫВОДЫ.126

ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА.128

4.1. Определение параметров заготовки и наплавленного инструментального слоя биметаллического режущего инструмента.128

4.1.1. Разработка рекомендаций по проектированию типовых заготовок под наплавку тяжелонагруженного биметаллического режущего инструмента.129

4.1.2. Определение критических значений прочностных характеристик биметаллического соединения для установления минимально допустимой величины наплавляемого инструментального слоя.143

4.2. Разработка специализированного промышленного оборудования для наплавки инструментального слоя в нейтральной атмосфере.148

4.3. Схемы технологических процессов изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента.156

4.4. Иные области применения разработанных способов изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента. 160

ВЫВОДЫ.165

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.166

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.168

ПРИЛОЖЕНИЕ (13 актов внедрения на 24 листах).176

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

В условиях сокращения природных ресурсов вольфрама, молибдена, ванадия, кобальта, а также постоянного роста цен на эти металлы, составляющих основу быстрорежущих сталей возрастает потребность в широком промышленном использовании биметаллического режущего инструмента наплавленного быстрорежущими сталями. Этому препятствует высокая энергоемкость и трудоемкость известных способов его производства. Например, только один технологический цикл изотермического отжига наплавленного режущего инструмента составляет ориентировочно 27 часов [7, 88]. Данная ситуация обусловлена противоречивостью применяемой технологической схемы. Проблема заключается в необходимости использования двух взаимоисключающих технологических операций термообработки: изотермического отжига и закалки. Использование изотермического отжига обеспечивает снижение твердости наплавленной быстрорежущей стали с 57.61HRC3 до 255НВ, для проведения механической обработки, при этом структура, образующаяся при кристаллизации сварочной ванны идентична закалочной. При закалке инструмента, выполненной после проведения механической обработки, образуется аналогичная мартенситно-аустенитная структура с твердостью инструментального слоя 58.60Н1ЧСэ [4,7].

Биметаллический режущий инструмент представляет собой корпус из конструкционной среднеуглеродистой, низколегированной стали с режущими кромками, сформированными из наплавленной быстрорежущей стали (Рис 1.1), взамен цельного инструмента из быстрорежущей стали, изготавливаемого по традиционной технологии [8, 15, 26, 56, 74]. Цикл термической обработки биметаллического режущего инструмента строго регламентирован и определяется необходимостью получения соответствующей структуры наплавленной быстрорежущей стали (мартенситной матрицы с наличием избыточных карбидов), обладающей необходимыми эксплуатационными характеристиками [87, 89].

Известные конструкции биметаллического режущего инструмента предусматривают наплавку инструментального слоя, толщина которого, как правило, соответствует высоте зуба независимо от эксплуатационной нагрузки, а объем наплавленного металла требует механической обработки по формированию режущей кромки после изотермического отжига. Финишные технологические операции (шлифовка, заточка) выполняются после закалки и 3-кратного отпуска.

Быстрорежущая сталь Конструкционная сталь

Рис. 1.1 Поперечный разрез концевой фрезы: а - изготовленной по традиционной технологии; б - биметаллический инструмент, изготовленный методом наплавки

Разработка различных технологий и материалов для наплавки инструментального слоя обеспечивает дальнейшее сокращение расхода быстрорежущих сталей с сохранением и повышением производственно-эксплуатационных характеристик инструмента [4, 15, 26, 72, 76].

Биметаллический наплавленный режущий инструмент имеет ряд существенных технико-экономических преимуществ по сравнению с инструментом, изготавливаемым по традиционной технологии [21, 76]:

• снижение нормы расхода дорогостоящей быстрорежущей стали на 50 -90 % на единицу инструмента;

• повышение эксплуатационного ресурса при некоторых видах механической обработки не менее чем на 20%;

• высвобождение ковочного, прокатного и термического оборудования, снижение трудоемкости и энергозатрат, связанных с производством поковок, являющихся заготовкой корпуса инструмента. Эффективность использования биметаллических наплавленных конструкций режущего инструмента возрастает при производстве крупногабаритного инструмента.

При восстановлении изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей известными способами наплавки и термообработки основными задачами являются: снижение уровня остаточных напряжений за счет проведения изотермического отжига и предварительного подогрева инструмента под наплавку, а также снижение уровня термических деформаций базовых поверхностей. Как правило, цикл термообработки, использующийся в известных процессах (изотермический отжиг Т-860.880°С, предварительный подогрев, закалка Т-1220.1260°С), вызывает деформации, приводящие к необходимости доработки или необратимому браку инструмента. В связи с этим, а также с высокой энергоемкостью и трудоемкостью процесс восстановления изношенного режущего инструмента в подавляющем большинстве случаев в такой технологической конфигурации не рентабелен и не находит практического применения [74].

Цикл термообработки, в известных технологических процессах восстановления изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей, аналогичен вышеприведенному циклу, используемому при изготовлении биметаллического наплавленного режущего инструмента и имеет такие же технологические противоречия [9, 15, 62].

Высокий уровень потребности металлообрабатывающей промышленности в создании высокорентабельных способов изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей очевиден. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования, направленные на решение научных и прикладных задач структурообразования и повышения эффективности использования свойств наплавленных быстрорежущих сталей при производстве биметаллического и восстановлении изношенного режущего инструмента, обеспечивающих их высокую рентабельность и промышленное использование, за счет снижения расхода быстрорежущей стали, энергоемкости и трудоемкости технологических процессов.

Основные научно-исследовательские работы в области наплавки режущего инструмента проводились в НИИтяжмаш, ЦНИИТМАШ, ИЭС им. Е.О. Патона, Харьковском национальном автомобильно-дорожном университете (ХНАДУ), УЗТМ, ВНИТИ, на Ижорском машиностроительном заводе, Московском опытном сварочном заводе, заводе "Большевик", заводе коммунального машиностроения (г. Екатеринбург) и другими разработчиками [3, 4, 20, 35, 43, 56, 83 и др.]. Исследованию процессов создания биметаллического режущего инструмента и свойств наплавленной быстрорежущей стали посвящены работы Геллера Ю.А., Артюхова В.Ф., Гуляева А.П., Ревиса И.А., Лебедева Т.А., Костецкого Б.И., Бартенева И.А., Гладкого П.В., Переплетчикова Е.Ф., Хаета Г.Л., Фрумина И.И., Зубковой Е.Н., Журавлева П.В., Ильина B.C., Сапова П.М., Лужанского И.Б. и др.

Анализ литературных источников показал, что применение известных способов наплавки дает возможность при определенных условиях получать качественные износостойкие слои, однако лишь незначительная часть этих разработок нашла практическое применение, что обусловлено вышеназванными причинами и свидетельствует о недостаточной научной исследованности свойств наплавленных быстрорежущих сталей.

Инструментальное производство России в настоящее время почти полностью ориентировано на внутренний рынок. Доля экспорта инструмента, производимого в России, в настоящее время составляет около 1,5%. Однако российские инструментальные предприятия не обеспечивают полностью внутренние потребности машиностроения страны. В российском сегменте рынка традиционного инструмента из быстрорежущих сталей, происходит его активное замещение импортными инструментами.

Одним из наиболее эффективных направлений повышения конкурентоспособности отечественного режущего инструмента являются вышеназванные исследования, направленные на решение научных и прикладных задач структурообразования наплавленных быстрорежущих сталей.

Цель работы: исследование особенностей формирования структуры и свойств наплавленной быстрорежущей стали в зависимости от различных технологических факторов изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущих инструментов и разработка эффективных процессов, обеспечивающих снижение расхода быстрорежущих сталей, энергоемкости и трудоемкости производства.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1.Исследовать влияние на структуру и свойства наплавленной быстрорежущей стали технологических процессов наплавки и термообработки биметаллического и восстановления изношенного режущих инструментов.

2. Исследовать влияние толщины наплавленного слоя быстрорежущей стали на структуру, режимы термообработки, прочностные и эксплуатационные характеристики инструмента.

3. Усовершенствовать условия формирования и термообработки наплавленной быстрорежущей стали, разработать эффективные процессы изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущих инструментов и внедрить их в производство.

4. Произвести проектирование и изготовление специализированного оборудования для наплавки быстрорежущих сталей с регламентированной структурой и свойствами и внедрить его в производство.

Методы исследований

Для проведения экспериментальных работ по наплавке режущих кромок инструмента быстрорежущей сталью была запроектирована и изготовлена специализированная установка для наплавки в контролируемой' нейтральной> атмосфере, обладающая широкими технологическими возможностями. В качестве защитной нейтральной атмосферы в установке использовался инертный газ - аргон. Качество защитной атмосферы определялось методом титановой пробы (по цвету побежалости). Обоснование выбора данного способа наплавки см. раздел 2.2. стр. 45.

Металлографические исследования наплавленной быстрорежущей стали, околошовной зоны и металла корпуса инструмента проводились на микроскопе МИМ-8М (100х-400х).

Измерение твердости образцов производились на приборах ТК-10-250 ( по методу Роквелла), ТШП-4 (по методу Бринелля), ТП-7р (по методу Виккерса).

Состав наплавленного инструментального слоя определялся методами' химического и спектрального анализа (спектрограф ИСП-51).

Исследования механических характеристик наплавленной быстрорежущей стали, биметаллического соединения, металла корпуса инструмента проводились на машине МИРИ-50К, (статические испытания образцов металлов и сплавов на растяжение при нормальной температуре по ГОСТ 1497 и на сжатие по ГОСТ 25.503).

Термообработка исследуемых материалов проводились на следующем оборудовании:

1 .электропечь камерная СНЗ-4.8.4/12И1 (подогрев перед наплавкой, изотермический отжиг, отпуск) с точностью поддержания режима ± 5°С;

2. печи-ванны соляные СВГ-3.5/9И1 и СВС-20/13 (подогрев под закалку и закалка) с точностью поддержания режима ±5°С;

3. электропечь камерная лабораторная СНО-2,5.4.1,4/11И1 (испытания на красностойкость). Погрешность измерения температуры ±10°С.

Сравнительные испытания по определению ресурса эксплуатации разработанных конструкций режущего инструмента проводились в производственных условиях.

Научная новизна

1.Определена зависимость структурных и механических характеристик наплавленного слоя быстрорежущей стали от его толщины и режимов, термообработки, при этом толщина наплавленного слоя до 4,0мм допускает использование сокращенного цикла термообработки, при котором отпадает необходимость проведения изотермического отжига и закалки (А.с. №1668067, А.с. №1764924).

2.Установлено, что устранение горячего и холодного трещинообразования в наплавленном материале, температурных деформаций базовых поверхностей при восстановлении изношенной режущей части инструмента из-быстрорежуицих сталей, достигается за счет предварительного удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев и применения* сокращенного цикла термообработки - трехкратного отпуска (Патент № 2071889).

3.Выявлено, что аустенитно-мартенситная структура слоя быстрорежущей стали, наплавленного в нейтральной атмосфере аргона, соответствует структуре, образующейся при закалке, что позволяет использовать сокращенный цикл термообработки.

Практическая значимость полученных результатов

Полученные результаты исследований реализованы в разработанных технических решениях, способах, технологических процессах изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента методами наплавки и термообработки (А.с. №1668067, А.с. №1764924, Патент №2071889) в том числе:

1.разработаны рекомендации и произведено проектирование заготовок под наплавку для основных типовых представителей биметаллического режущего инструмента;

2.разработаны и внедрены в производство технологические процессы наплавки быстрорежущей стали в нейтральной защитной атмосфере и её термообработки;

3.произведено проектирование двух типов промышленного специализированного оборудования и технологической оснастки (А.с. №1660914) для наплавки мало - и крупногабаритного режущего инструмента быстрорежущими сталями в нейтральной защитной атмосфере;

4.изготовлено специализированное оборудование и созданы производственные участки;

Вышеперечисленные результаты внедрены в производство на предприятиях: ПО «Завод транспортного машиностроения», «Сибзавод им. Борцов революции», ПО «Полет» -филиал ФГУП "ГКНПЦ им. Хруничева " г. Омск, ПО «Уралавтоприцеп»-«Завод электромашин» г.Челябинск, «Завод дизельных двигателей» г. Кустанай Республика Казахстан и др.

5.определены иные области применения полученных результатов исследований:

• распространение технологических процессов и оборудования для изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента различного типажа;

• кроме описанных в данной работе, разработаны другие способы восстановления изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей: (А.с. №1680479, А.с. №1766640),

• использование при изготовлении биметаллического режущего инструмента в качестве заготовки литого корпуса из конструкционной стали.

Основные положения, выносимые на защиту

1.Максимальная прочность различных сочетаний материалов биметаллического соединения и конструкции инструмента в целом достигают показателей прочности материала монометаллического инструмента (-2500Н на 1мм длины лезвия) при наплавке быстрорежущей сталью инструментального слоя - толщиной 6,0мм в предварительно выполненные пазы корпуса режущего инструмента (А.с. №1668067).

2. Условия формирования наплавляемого слоя быстрорежущей стали, прошедшего разработанный сокращенный цикл термообработки (трехкратный отпуск), обеспечивают структурную идентичность, прочностную равнозначность и равные значения эксплуатационного ресурса с биметаллическим режущим инструментом, прошедшим термическую обработку по полному циклу традиционной технологии (изотермический отжиг, закалка, трехкратный отпуск).

3.Структурные и прочностные характеристики материалов биметаллического соединения, с минимально допустимой для данных условий эксплуатации толщиной наплавленного инструментального слоя (не более 4,0мм), обеспечивают после трехкратного отпуска (без применения закалки) ресурс работы инструмента на уровне показателей монометаллического инструмента (А.с. №1764924).

4.В материале, наплавленном при восстановлении изношенной режущей части инструмента из быстрорежущей стали, образование горячих и холодных трещин, температурных деформаций базовых поверхностей предотвращается путем предварительного удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев и применения сокращенного цикла термообработки - трехкратного отпуска (Патент № 2071889).

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всесоюзной научно-практической конференции "Структура и свойства конструкционных и инструментальных материалов и методы их исследования" (Новокузнецк, 1986), региональной конференции "Проблемы создания ресурсосберегающих технологий" (Комсомольск на Амуре, 1988), научной зональной конференции: "Структура и свойства металлов", (Новокузнецк, 1988), всесоюзной конференции "Развитие производительных сил Сибири". АН СССР, Сибирское отделение. (Омск, 1990), объединенном научном семинаре кафедры ХТОВ ОмГТУ (Омск, 2009).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 19 работ: одна монография, 6 печатных работ, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных исследований, 6 докладов на конференциях и семинарах, 5 авторских свидетельств на изобретения и 1 патент на изобретение.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из оглавления, введения, четырех глав, выводов, списка использованных литературных источников, включающего 93 наименования, приложения на 24 страницах (13 актов внедрения), содержит 168 страниц основного текста, включающего 28 таблиц и 60 рисунков. Общий объем работы 194 страницы с приложением.

Диссертационная работа выполнена в рамках проекта по теме 2.1.2/4037Ф аналитической ведомственной целевой программы министерства образования и науки РФ "Развитие научного потенциала высшей школы" (20092010 годы).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Экспериментально установлено, что максимальные значения прочности имеют различные сочетания материалов биметаллических соединений с толщиной инструментального слоя 6,0мм, при этом наплавка быстрорежущей стали производится в предварительно выполненные пазы корпуса заготовки (А.с. №1668067). Для биметаллических соединений стали Р6М5 с конструкционными сталями 38ХС, 40Х, 45, СтЗ, предельная нагрузка на 1мм режущей части составляет 2570.2510 Н, что соответствует показателям монометаллического инструмента из стали Р6М5.

2. Определено, что структурные и прочностные характеристики материалов биметаллического соединения, с минимально допустимой для данных условий эксплуатации толщиной наплавленного инструментального слоя (не более 4,0мм), обеспечивают после трехкратного отпуска (без применения закалки) ресурс работы инструмента на уровне показателей монометаллического инструмента (А.с. №1764924).

3. Выявлено, что при наплавке быстрорежущих сталей при изготовлении биметаллического инструмента с толщиной слоев больше 4,0мм, для получения регламентируемой ГОСТ структуры необходимо проведение полного цикла термообработки (изотермического отжига, закалки и трехкратного отпуска) в связи с необходимостью проведения механической обработки режущей части инструмента.

4. Экспериментально установлено, что в материале, наплавленном при восстановлении изношенной режущей части инструмента из быстрорежущей стали, образование горячих и холодных трещин, температурных деформаций базовых поверхностей предотвращается путем предварительного удаления нагартованного и прилегающего к нему слоев и применения сокращенного цикла термообработки - трехкратного отпуска (Патент № 2071889).

5. Полученные результаты исследований структурных и механических характеристик наплавленной быстрорежущей стали, реализованы в разработанных технических решениях, способах, технологических процессах изготовления биметаллического и восстановления изношенного режущего инструмента методами наплавки и термообработки (А.с. №1668067, А.с.

1764924, Патент №2071889) и внедрены в производство, что позволяет получить следующие технико-экономические показатели:

• снижение нормы расхода быстрорежущей стали на 50.90 % на единицу инструмента;

• сокращение энергоемкости процесса на 40.90%, трудоемкости на 20.80%;

• снижение себестоимости единицы инструмента в 1,5. 10 раз; б.Произведено проектирование двух типов промышленного специализированного оборудования и технологической оснастки (А.с. №1660914) для наплавки мало - и крупногабаритного режущего инструмента быстрорежущими сталями в нейтральной защитной атмосфере. Выполнен комплекс работ по созданию производственных участков, изготовлению специализированного оборудования, внедрению в производство разработанных способов и технологических процессов изготовления биметаллических конструкций и восстановления изношенного режущего инструмента методами наплавки в нейтральной атмосфере и термообработки (А.с. №1668067, №1764924, Патент № 2071889) на металлообрабатывающих предприятиях Сибири, Урала и Казахстана.

1. Акимов А.А. Патентный поиск при проектировании режущего инструмента // СТИН Станки и инструмент. - 2008. №2. - С. 34-35.

2. Аснис А.Е., Иващенко Г.А. Повышение прочности сварных конструкций. -Киев: Наук, думка, 1978. 193 с.

3. Бартенев И.А., Гладкий П.В., Переплетчиков Е.Ф. Плазменно-порошковая наплавка быстрорежущих сталей // Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавка деталей в металлургии и энергетике / ИЭС им. Е.О. Патона. Киев., 1980. - С. 23-28.

4. Бартенев И.А., Гладкий П.В. Некоторые свойства наплавленных быстрорежущих сталей // Теоретические и технологические основы наплавки. Наплавка в машиностроении и при ремонте / ИЭС им. Е.О. Патона. Киев., 1981. - С. 21-29.

5. Блошкин Е.Г., Давыдова Н.Н., Крыжановский А.С. Рекомендации по выбору электродов для штампов и ряда других быстроизнашивающихся деталей // Сварочное производство. 1977. №4. - С. 32-34.

6. Винклер Ф. Эффективное применение порошковых проволок при дуговой сварке II Сварочное производство. 2008. №1. - С. 43-44.

7. Геллер Ю.А., Артюхов В.Ф. Влияние отжига на свойства быстрорежущих сталей // МиТОМ. 1976. №11. - С. 17.

8. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983. - 526с.

9. Гуляев А.П., Малинина К.А., Саверина С.М. Инструментальные стали. Справочник. М.: Машиностроение, 1975. - 272с.

10. Ю.Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. -647с.

11. Гладкий П.В.,Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А. Плазменная наплавка. -Киев: Экотехнология, 2007. 296с.

12. Горпенюк Н.А., Козлов С.Б., Урбанович С.С. Электроды КПИ для наплавки режущего инструмента ванным способом // Сварочное производство. 1962. №11.- С. 66 - 70.

13. Горпенюк Н.А., Степаненко В.А., Пермяков В.Г. и др. Термообработка режущего инструмента, наплавленного порошковой проволокой типа 110М6ХЗФ2Т // Автоматическая сварка. 1986. №2. - С. 46 - 51.

14. Григоревский Б.В. Влияние ванадия на образование аустенита в литой быстрорежущей стали Р6М5 // РЖ Технология и оборудование литейного производства. -1991, №6. С. 21-25.

15. Деев Г.Ф., Зубкова Е.Н. Ресурсосберегающая технология изготовления наплавленного металлорежущего инструмента // Современные технологии в машиностроении / Пенза., 1998. С. 48-52.

16. Дмитриев С.М. Производство порошковой проволоки ППЗХ2В8. М.: Металлургиздат, 1998. - 57 с.

17. ЕрохинА.А. Основы сварки плавлением. Физико-химические закономерности. М.: Машиностроение, 1973. -448 с.

18. Ершова Л.С. О дисперсионном твердении сплава Fe-Co-W // Металлы / АН СССР. М.; 1971. - №1. - С. 5-12.

19. Ефимов Ю.В., Барон В.В., Савицкий Е.М. Ванадий и его сплавы. М.: Наука, 1996. -253 с.

20. Журавлев П.В., Ильин B.C. Высокопроизводительные конструкции режущего инструмента // Материалы семинара МДНТП. М., 1986. - С. 19-23.

21. Журавлев П.В., Ильин В.С Эффективность внедрения наплавки режущего инструмента быстрорежущей сталью. Прогрессивные технологические процессы изготовления режущего инструмента // Материалы семинара МДНТП. М., 1998. - С. 79 - 83.

22. Земзин В.Н., Чижик А.А., Ланин А.А., Шрон Р.З. Условия образования трещин при сварке и термической обработке. Часть 1. О роли ползучести в образовании трещин // Сварочное производство. 1983. №11. - С. 1-4.

23. Земзин В.Н., Чижик А.А., Ланин А.А. Условия образования трещин при сварке и термической обработке. Часть 2. Оценка влияния жесткости сварной конструкции // Сварочное производство. -1984. №2. С. 1-4.

24. Зубкова Е.Н. Изготовление металлорежущего инструмента методом наплавки // Сварочное производство. 2002. №7. - С. 33-35.

25. Капитульский Я.П. Номенклатура и эксплуатация литого инструмента // Вестник машиностроения. 1988. №2. - С. 35-37.

26. Кацев П.Г., Епифанов Н.Н. Справочник протяжника.- М.: Машгиз,1963. -256 с.

27. Клименко Ю.В., Баранков В.Н. Рельефная контактная сварка быстрорежущих сталей с конструкционными // Сварочное производство. -1985 . №7. С. 39-40.

28. Козочкин М.П. Особенности вибраций при резании материалов // СТИН -Станки и инструмент. 2009. №1. - С. 16-19.

29. Костецкий Б.И. Микроструктура литой, наплавленной и кованной стали РФ-1 // Сталь. -1946. № 4. С. 5-7.

30. Ланин А.А. Оценка трещиностойкости сталей при закалке // Труды ЦКТИ. -Л.; 1983. Вып. 204. - С. 75-81.

31. Лившиц Л.С. Металловедение для сварщиков. М.: Машиностроение, 1979,- 253 с.

32. Лифшиц Л.С., Гринберг Н.А., Куркумелли Э.Г. Основы легирования наплавленного металла. М.: Машиностроение, 1996. - 187с.

33. Лужанский И.Б., Яровинский Х.Л. Новые эффективные наплавочные электроды Московского опытного сварочного завода // Повышение качества и эффективности сварочного производства на предприятиях / МДНТП. М.; 1982. -С.103-110.

34. Лужанский И.Б. Прогрессивные способы наплавки. М.: Машиностроение, 1984. -55 с.

35. Макаров Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. М.: Машиностроение, 1981. - 247с.

36. Мчедлов С.Г. Газотермическое покрытие в технологии упрочнения и восстановления деталей машин (обзор). 4.2 Плазменное напыление // Сварочное производство. 2008. №5. - С. 21-23.

37. Нафиков М.З. Методика определения сопротивления пластической деформации присадочной проволоки при электроконтактной наплавке // Сварочное производство. 2008. №3. - С. 14-15.

38. Новожилов Н.М. Основы металлургии дуговой сварки в газах. М.: Машиностроение, 1979. -231с.

39. Панин В.Н. Расчетные методы анализа параметров термического цикла электрошлаковой сварки // Сварочное производство. 2007 . №7. - С. 3-5.

40. Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А., Васильев В.Г., Хайнце X. Структура и свойства высокоуглеродистых высокованадиевых сплавов на железной основе для наплавки // МиТОМ. 2003. №5. - С. 36 - 40.

41. Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А. Плазменно-порошковая наплавка режущего инструмента // Сварочное производство. 2008. №11.- С. 39-41.

42. Переплетчиков Е.Ф. Способы плазменной наплавки, применяемые в странах СНГ// Сварщик. 2004. №3. - С. 21-22.

43. Попандопуло А.Н. и др. Влияние добавок ванадия на структуру и свойства литого инструмента из вольфрамомолибденовой быстрорежущей стали //Станки и инструмент. -1981. №4. С. 14-16.

44. Прохоров Н.Н. Физические процессы в металлах при сварке. М.: Металлургия, 1976. - 599 с.

45. Ревис И.А. Влияние технологических факторов и размеров отливки на свойства литого инструмента из быстрорежущих сталей // Холод, промышленность / Труды ЛТИ. Л.; 1956. - Т. XIV. - С. 5-12.

46. Ревис И.А., Бычков П.П. К вопросу о влиянии степени укова на свойства быстрорежущей стали // Лесная промышленность / Труды ЛТИ ЦБП. Л.; 1964. - Вып. 14. -С. 3-8.

47. Ревис И.А., Лебедев Т.А. Структура и свойства литого режущего инструмента. Л.: Машиностроение, 1972. - 128с.

48. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. Справочник по сварке,- М.: Машгиз, 1960. 556с.

49. Рябцев Н.И. Улучшение отделимости шлаковой корки при дуговой наплавке под флюсом // Сварочное производство. 2008. №2. - С. 37-38.

50. Рябцев И.А, Кондратьев И.А. Механизированная электродуговая наплавка деталей металлургического оборудования. Киев: Экотехнология, 1999. -62с.

51. Сагалевич В.М. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1974. - 248с.

52. Сапов П.М. Вторая жизнь инструмента. Ростов-на-Дону: 1987г. - 51с.

53. Сварка в машиностроении. Справочник. Редкол.: Николаев Г.А. (преде.) и др. М.: Машиностроение, 1978 -1979. -Т. 1-4.

54. Составной режущий инструмент. Справочник. /Под ред. Имшенника К.П.- М.: Машиностроение, 1995. 152с.

55. Сапов П.М. Вторая жизнь инструмента. Ростов-на-Дону: 1987г. - 51с.

56. Справочник металлиста. М.: Машиностроение, 1976. - 768 с.

57. Степанов Б.В., Куруклис Г.Л. Дисперсионно твердеющие сплавы для наплавки режущего инструмента // Сварочное производство. 1997. №9. -С.25-26.

58. Степанов А.А. Моделирование процесса проектирования специального режущего инструмента // СТИН Станки и инструмент. - 2007. №11. - С. 1821.

59. Таран Ю.Н. и др. Карбидное превращение в литой стали Р6М5 при высокотемпературной обработке //ХИТО. 1976. №11. - С. 37-40.

60. Тарасов А.Н., Тилиполов В.Н., Перетянко С.Б. Термическая обработка формообразующего инструмента из быстрорежущей стали с защитой от окисления // СТИН Станки и инструмент. - 2005. №4. - С. 40-41.

61. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под редакцией Б.Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. -768с.

62. Типовые нормы износа и стойкости режущего инструмента. Руководящие материалы. НИИавтопром. 1988г.- 48с.

63. Фрумин И.И., Гладкий П.В., Переплетчиков Е.Ф. и др. Плазменная наплавка многолезвийного металлорежущего инструмента // Автоматическая сварка. -1981. №1. С. 67 - 68.

64. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1975.- 264 с.

65. Чвертко А.И., Тимченко В.А. Установки и станки для электродуговой сварки и наплавки. Киев: Техника, 1994. - 127с.

66. Чвертко А.И., Патон В.Е., Тимченко В.А. Оборудование для механизированной дуговой сварки и наплавки. М.: Машиностроение, 2001.- 248с.

67. Шнейдер Е.А., Картавых Н.Н. Наплавленный биметаллический режущий инструмент // Проблемы создания ресурсосберегающих технологий сварочного производства: Тез. докл. Региональн. конференция 20-21октября1988г. Комсомольск на Амуре, 1988. - С. 31-32.

68. Шнейдер Е.А., Камашев Ю.Н., Бахмат В.В., Самойлов В.М. Сварка ответственных конструкций из среднеуглеродистых низколегированных сталей ванным способом // Сварочное производство. 1989. № 5. - С. 1314.

69. Шнейдер Е.А., Созонтов Д.Г. Технологические и структурные особенности наплавленной быстрорежущей стали // Станки и инструмент. -1991. №3. С. 35-37.

70. А.с. №1680479 СССР, МГЖ В23Р 6/00. Способ восстановления деталей/ Шнейдер Е.А., Алексеев А.П., Новоселова О.Н. (СССР). 4690538/27; Заявлено 28.03.89; Опубл. 30.09.91, Бюл. № 36. - Зс.

71. А.с.№1660914 СССР, МПК В23К 37/04. Манипулятор для сварки / Шнейдер Е.А., Картавых Н.Н., Сарсенов Н.К., Кириенко Д.Н.(СССР). -4494662/27; Заявлено 17.10.88; Опубл. 07.07.91, Бюл. № 25. Зс.

72. А.с. №1668067 СССР, МПК В23К 9/04. Способ изготовления режущего инструмента / Шнейдер Е.А., Картавых Н.Н., Новоселова О.Н. (СССР). -4635622/27; Заявлено 10.01.89; Опубл. 07.08.91, Бюл. № 29. Зс.

73. А.с. №1766640 СССР, МПК В23Р 6/00. Способ восстановления изношенного режущего инструмента / Шнейдер Е.А., Петлин А.А. (СССР). -4899145/27; Заявлено 03.01.91; Опубл. 07.10.92, Бюл. № 37. -2с.

74. А.с. №1764924 СССР, МПК В23Р 15/28; В23К 9/04. Способ изготовления режущего инструмента / Шнейдер Е.А. (СССР). 4829410/08; Заявлено 28.05. 90; Опубл. 30.09. 92, Бюллетень № 36. - Зс.

75. Патент № 2071889 РФ, МПК 6В23К 9/04. Способ восстановления изношенного режущего инструмента из быстрорежущей стали / Шнейдер Е.А. (РФ). 5035741/08; Заявлено 03.04.92; Опубл. 20.01.97 , Бюллетень № 2. - Зс.

76. Шнейдер Е.А., Картавых Н.Н., Камашев Ю.Н. Медный водоохлаждаемый кристаллизатор // Информационный материал о научно техническом достижении/МТЦНТИ.-Омск; 1987. № 169.87, УДК691.791.039.

77. Шнейдер Е.А. Восстановление изношенного режущего инструмента из быстрорежущих сталей методом наплавки // Сварочное производство. -2009. №2.-С. 31-32.

78. Шнейдер Е.А. Оптимизация технологического процесса изготовления наплавленного биметаллического режущего инструмента // Станки и инструмент. 2009. №6. - С. 24-26.

79. Шнейдер Е.А. Влияние режима термообработки на морфологию структурных составляющих наплавленной быстрорежущей стали // Сварочное производство. 2009. №11.

80. Шнейдер Е.А. Биметаллический наплавленный режущий инструмент. Монография. Омск: ПЦ КАН, 2009. - 190 с.

81. Штоколов С.А., Мойсов Л.П. Новое оборудование для производства порошковых проволок И Сварочное производство. 2002. №7. - С. 35-36.

82. Шоршоров М.Х., и др. Ерохин А.А., Чернышова Т.А. Горячие трещины при сварке жаропрочных сплавов / М.Х. Шоршоров, А.А. Ерохин, Т.А. Чернышова. М.: Машиностроение, 1983. - 224с.

83. Юзвенко Ю.А. Легирующие наплавленные флюсы для автоматической и полуавтоматической наплавки // Автоматическая сварка. -1959. №10. С. 28-29.

84. Horn V. Schweiptechnischer GefUgeatlas. Berlin: Veb Verlag Technik, 1977. -288s.