Тверской государственный технический университет, Тверь, Россия:

А. М. Дожделев, доцент кафедры «Технология металлов и материаловедение» (ТМиМ), канд. техн. наук, эл. почта: dozhdelev@gmail.com
А. Ю. Лаврентьев, доцент кафедры ТМиМ, канд. техн. наук, эл. почта: lavr_ay@mail.ru

В настоящее время отечественные предприятия остро нуждаются в качественном металлорежущем инструменте российского производства. В качестве материала для рабочей части такого инструмента можно использовать быстрорежущую сталь, обладающую достаточным уровнем эксплуатационных характеристик. Целесообразно изготавливать такой инструмент методом наплавки инструментального материала, что позволяет сократить расход дорогостоящей быстрорежущей стали и при этом сформировать рабочую часть требуемой формы, что может быть крайне важно при изготовлении фасонного или штампового инструмента. Рассмотрен вопрос повышения красностойкости наплавленной быстрорежущей стали. Выявлены ключевые факторы, влияющие на данное свойство материала. В рамках исследования проанализированы образцы наплавленной быстрорежущей стали Р2М8. Предложено использование наплавки с двойным управлением процессом переноса электродного металла в дуге с последующим поверхностно-пластическим деформированием (ППД) и высокотемпературным отпуском. Применение наплавки с двойным управлением позволяет обеспечить высокую скорость охлаждения наплавленной быстрорежущей стали в процессе закалки из жидкой фазы для сохранения в твердом растворе большего количества легирующих элементов, способствующих увеличению красностойкости этой стали. Выявлено, что ускоренное охлаждение способствовало образованию структуры быстрорежущей стали с бóльшим номером зерна. Последующее ППД позволяет обеспечить превращение остаточного аустенита наплавленной быстрорежущей стали в мартенсит деформации, релаксировать внутренние напряжения, вызванные наплавкой, а также сократить последующую термообработку с трехкратного до однократного высокотемпературного отпуска.

1. Бородихин М. А., Будкин М. А., Радищев М. О. Особенности термообработки быстрорежущей стали для режущего инструмента // World science: problems and innovations. Сборник статей XXXI Международной
научно-практической конференции : в 4 ч. томах. — Пенза : Наука и Просвещение (ИП Гуляев Г. Ю.), 2019. Т. 1 (ч. 2). С. 94–97.
2. Shunduo Wang, Yunbo Chen, Peng Pan, Zhenghua Lin, Lingli Zuo. Influence of Co on the microstructure and mechanical properties of M42 high-speed steel // Journal of Physics Conference Series. 2022. Vol. 2393. 012033.
3. Xiangyi Ren, Hanguang Fu, Jiandong Xing, Shuli Tang, Qi Zhang. Effect of calcium modification on solidification, heat treatment microstructure and toughness of high boron high speed steel // Materials Research
Express. 2018. Vol. 6, Iss. 1. P. 40–46.

4. Yu Liu, Dong Li, Qingli Shao, Haikun Ma, Jie Kang, Ru Su. Study on friction and wear behaviors of M42 high speed steel // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 2168. P. 41–50.
5. Shi Shaojun, Zeng Xianping, Sun Chengtong. Heat-treatment and properties of high-speed steel cutting tools // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 423. P. 50–56.
6. Барчуков Д. А., Цыгвинцев А. В., Афанасьева Л. Е. Особенности формирования структуры и свойств быстрорежущей стали при импульсно-дуговой наплавке // Вестник Тверского государственного техническо-
го университета. Серия «технические науки». 2019. № 4 (4). С. 16–22.
7. Гвоздев А. В., Расщупкин В. П., Акимов В. В., Баязитов Р. Б. Повышение свойств быстрорежущей стали для режущего инструмента // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. — Пермь : Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2012. Т. 1. С. 203–211.
8. Гуреев Д. М. Оптимизация теплостойкости быстрорежущих сталей при сочетании объемной и лазерной термообработок // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «физико-математические науки». 2014. № 2 (35). С. 156–167.
9. Мартынов В. В., Таранова А. В., Евсеев А. В. Оценка возможностей улучшения обрабатываемости изделий инструментом из быстрорежущей стали с модифицированной рабочей частью // Наукоемкие
технологии в машиностроении. 2020. № 5 (107). С. 19–22.
10. Черенда Н. Н., Углов В. В., Кашевский А. М. и др. Модификация фазового состава и микротвердости поверхностного слоя быстрорежущей стали при комбинированном плазменном и термическом воздействии // Журнал Белорусского государственного университета. Физика. 2018. № 2. С. 61–70.
11. Жигалов А. Н., Горавский И. А. Экспериментальные исследования износа осевого фрезерного инструмента из быстрорежущей стали Р6М5, упрочненного аэродинамическим звуковым методом // Вестник
Барановичского государственного университета. Серия «Технические науки». 2021. № 2 (10). С. 24–41.
12. Чаус А. С., Максименко А. В., Федосенко Н. Н. и др. Формирование структуры при лазерном оплавлении поверхности отожженной быстрорежущей стали // Физика металлов и металловедение. 2019. Т. 120. № 4. С. 400–407.
13. Бутенко В. И., Зимбикевич Д. В. Влияние лазерной обработки никель-фосфорного покрытия на стойкость металлорежущего инструмента // Молодой исследователь Дона. 2019. № 1 (16). С. 15–19.
14. Володин В. Л., Абалакин В. Н., Гайдук В. В., Володин Т. В., Роккель В. Р. Исследование влияния импульсных поверхностных воздействий на структуру и свойства стали Р6М5 // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2005. Т. 2. № 3. С. 78–80.
15. Лаврентьев А. Ю., Дожделев А. М., Барчуков Д. А. Изменение структуры и свойств зоны термического влияния при изготовлении наплавленного инструмента из быстрорежущих сталей // Известия Юго-Западного государственного университета. 2014. № 5 (56). С. 14–20.
16. Пат. 2627837 РФ. Способ изготовления наплавленного биметаллического режущего инструмента / Дожделев А. М., Лаврентьев А. Ю. ; заявл. 24.02.2016 ; опубл. 11.08.2017, Бюл. № 23.
17. Барчуков Д. А., Вавилов Р. В., Якимюк Р. И. Исследование факторов, влияющих на образование трещин в наплавленных быстрорежущих сталях // Вестник Тверского государственного технического универ-
ситета. Серия «технические науки». 2020. № 2 (6). С. 21–27.
18. ГОСТ 9450–76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. — Введ. 01.01.1977.
19. ГОСТ 19265–73. Прутки и полосы из быстрорежущей стали. — Введ. 01.01.1975.
20. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. — Введ. 01.01.1983.