РАЗРАБОТКА РЕЖИМА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КЛИНОВОГО ИНСТРУМЕНТА, ПРИМЕНЯЕМОГО В ПРОЦЕССЕ ПОПЕРЕЧНО- КЛИНОВОЙ ПРОКАТКИ

Аннотация

В статье рассматривается разработка оптимального режима термической обработки клинового инструмента, используемого в процессе поперечно-клиновой прокатки (ПКП) заготовок. Особое внимание уделено выбору параметров закалки и отпуска, обеспечивающих повышение износостойкости и термостойкости инструмента при сохранении необходимой прочности. Приведены результаты экспериментальных исследований по подбору режимов нагрева, выдержки и охлаждения, а также влияние различных режимов на структуру и свойства инструментальной стали. Разработанный режим термообработки способствует увеличению срока службы клинового инструмента, что положительно сказывается на эффективности процесса ПКП и снижении производственных затрат. Ключевые слова: прокат, поперечно-клиновая прокатка, клиновой инструмент, термическая обработка, 3D-моделирование, деформируемый металл. В условиях современной промышленности особое значение приобретает разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий, направленных на снижение материальных и энергетических затрат, повышение производительности и качества продукции. Одним из таких направлений является совершенствование методов обработки металлов давлением, в частности, методов поперечно-клиновой прокатки, позволяющих эффективно формировать заготовки сложной формы без необходимости последующей дорогостоящей механической обработки [1]. Поперечно-клиновой прокатки основной задачи выполняет клинового инструмент (Рис.). https://scientific-jl.com 1 1 4 64-son_5-to’plam_Iyun-2025 ISSN:3030- 3 6 1 3 T A D Q I Q O T L A R jahon ilmiy – metodik jurnali Рис. Специальный клиновой инструмент для формирования основания конусообразных заготовки, спроектированный с использованием 3D- моделирования в САПР SolidWorks. В разработанном клиновом инструменте (рис.) деформация основания конусообразных заготовки начинается с формирования конической области с уклоном ⌲1:10 при углах β = 6° и α = 25°. Рабочая область инструмента формируется с углами β = 6° и α = 25°, а также β = 3° и α = 45°. Финальная геометрия детали - цилиндр диаметром Ø19,5 мм с углами β = 4° и α = 60° - достигается в завершённой конической зоне с аналогичным уклоном ⌲1:10. Клиновой инструмент для формирования фасонных элементов заготовки изготавливался из инструментальной стали марки ШХ15 (C – 1,0%, Mn – 0,4%, Si – 0,32%, Cr – 1,3%, S – 0,03%, P – 0,03%). Режущая часть клинового инструмента изготавливалась из быстрорежущей стали марки Р9, содержащей: C – 0,85–0,95%, Mn – 0,5%, Si – 0,5%, Cr – 3,8– 4,4%, W – 8,5–9,5%, Mo – 1%, S – 0,03%, P – 0,03%. С целью повышения эксплуатационных характеристик клинового инструмента была проведена термическая обработка по следующему режиму: https://scientific-jl.com 1 1 5 64-son_5-to’plam_Iyun-2025 ISSN:3030- 3 6 1 3 T A D Q I Q O T L A R jahon ilmiy – metodik jurnali Закалка инструмента: Нагрев осуществлялся в камерной электропечи СНОЛ – 1,6.2,5.1/2- I2: - равномерный нагрев до температуры 820÷830 °C, выдержка 30 минут. Охлаждение: - первичное охлаждение - в воде до 250÷300 °C, 60 секунд; - полное охлаждение - в масле комнатной температуры, выдержка 30 минут. Отпуск: Проводился в электропечи TERA-S: - нагрев до 250÷300 °C, выдержка 60 минут, охлаждение на воздухе. Твёрдость клинового инструмента после термообработки измерялась по методу Super-Rockwell согласно ISO 6508-2 и составила 50..52 HRC, что соответствует требованиям к ресурсу деформирующих и формообразующих элементов инструмента. Учитывая сложность геометрии режущей части специального клинового инструмента, в качестве материала режущего инструмента использовалась быстрорежущая сталь Р9, обладающая повышенной износостойкостью [27-30]. Термическая обработка зоны нарезания: Первичный нагрев: - в соляной ванне (100% NaCl), нагреватель СВС-4,6/10, температура 800÷820 °C, выдержка 10 минут. Окончательный нагрев: - в соляной ванне (100% BaCl₂), нагреватель СВС-4.5.6/13, температура 1230÷1250 °C, выдержка 20 минут. Закалка: - охлаждение в селитровой ванне (100% NaNO₃), 200÷250 °C, 30 минут; - далее - охлаждение на воздухе, 30 минут. https://scientific-jl.com 1 1 6 64-son_5-to’plam_Iyun-2025 ISSN:3030- 3 6 1 3 T A D Q I Q O T L A R jahon ilmiy – metodik jurnali Отпуск: - в электропечи TERA-S, температура 550÷600 °C, выдержка 60 минут, охлаждение на воздухе, 3 цикла. Средняя твёрдость после термообработки составила 61...63 HRC, что обеспечивает необходимую стойкость инструмента в зоне резания деформируемого металла. Таким образом, разработанный режим термической обработки клинового инструмента поперечно-клиновой прокатки обеспечивает высокую твёрдость и износостойкость инструмента, способствуя повышению производительности процесса получения малогабаритных конусообразных заготовок методом прокатки. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 1. Shchukin V.Ya., Kozhevnikova G.V. Belarus cross-wedge rolling school of thought. Весці нацыянальнай акадэміі навук беларусі. 2016; 1; 43–50. 2. Жахонов Ш. А. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОКАТКИ СТАЛИ //Экономика и социум. – 2024. – №. 12-2 (127). – С. 1193