Способ термической обработки изделий из порошковой быстрорежущей стали

Авторы патента:

C21D9/22 - сверл, фрез, резцов для металлорежущих станков

C21D6 - Термообработка сплавов на основе железа

C21D1/74 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

C21D1/58 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

B22F3/24 - последующая обработка заготовок или изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 В 22 F 3/24 С 21 D 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

%fr (21) 3821405/22-02 (22) 10.12.84 (46) 15.07.86. Бюл Ф 26 (71) Московский ордена Октябрьской

Революции.и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (72) В,С Панов, Ю.Ф. Коц, О.Б. Секридова и Т.Б. Гвоздик (53) 621.762.8 (088.8) (56) Фиргер И.В. Термическая обработка сплавов. Л.: Машиностроение, .1982, с. 35-41.

Авторское свидетельство СССР

Ф 850648, кл. С 21 В 1/02, 1979., SU„„1243903 А1 (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ. включающий нагрев под закалку, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости и теплостойкости изделий, нагрев под закалку и выдержку проводят в засыпке из порошка карбида титана крупностью

100-200 мкм в атмосфере водорода.

1243903

Таблица1

Крупность засыпки а .тiо, Kì

СР

Способ

Предложенный

0;0?0

0,97

0,020

0,74

100

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству инструмента иэ металлических порошков, и может быть использовано при термической обработке инструмента из быстрорежущей порошковой стали в станкоинструментальной промышленности и машиностроении, В составе порошковой быстрорежущей стали всегда присутствуют окси- 10 ды хрома, ванадия и железа, так как при получении стального порошка пу.тем грануляции и размола происходит поверхностное окисление частиц порошка кислородом воздуха. При наг- 15 реве в вакууме оксиды восстанавливаются углеродом сплава по реакции

Ме„О + С Me + СОФ

Ме„0 + СО = Ме + СО t (1)

2С + СО = 2COf

Целью изобретения является повышение твердости и теппостойкости иэделий иэ порошковой быстрорежущей стали.

В среде водорода восстановление окислов хрома, ванадия и вольфрама протекает по реакции

Ив„0„ + Н = Ме + Н От (2) 30

При температурах выше 818 С водород является более активным восстановителем, чем углерод, поэтому в сплаве .отсутствует взаимодействие углерода с окислами и его уцаление.

Поскольку реакция (2) протекает при избытке Н, окислы восстанавливаются более полно, чем в известном способе.

Засыпка из порошка карбида титана служит дополнительной мерой для предотвращения обезуглероживания поверхности стали, поскольку карбид титана содержит в своем составе 0,5-0,6% С, .

Пример. Проводилась терми ческая обработка резцов из порошко.вой быстрорежущей стали Р6М5. Характеристика исходного стального порошка: фракция 45 мкм; содержание 0

0,55%, Сд, -0,74%.

Изделия, помещенные в засыпку карбида титана различной крупности в лодочках нагревают в электропечах сопротивления, через которые.пропускают водород с точкой росы 50 С, После их выдержки 1 ч при температуре аустениэации, равной 1220 С, проводят закалку в масло.

Контрольная партия образцов нагревалась под закалку и выдерживалась в вакууме, а далее эакаливалась также в масло. После трехкратного отпуска по 1 ч при 560 С в иэделиях определялось содержание углерода и кислорода. Данные приведены в табл. 1, Как видно из табл. 1, использоваг ние засыпки с размером частиц 100200 мкм позволяет сохранить содержание углерода в стали на уровне исходного. Применение более крупной засыпки не предохраняет сталь от обезуглероживания. Частицы более мелкого карбида титана могут вэаимодейство" вать со сталью, в результате чего в ней заметно повышается содержание углерода.

В табл. 2 приведены результаты измерения твердости, теплостойкости, ударной вязкости и стойкости при ре" эании образцов, полученных предложенным способом и известным.

Повышение физико-механических свойств стали увеличивает работоспособность быстрорежущего инструмента в 1,3-1,4 раза. При этом себестои" мость изделий практически не изменяется. Поэтому использование предложенного способа позволяет уменьшить объем потребляемого инструмента иэ рыстрорежущей порошковой стали в

1,3-1,4 раза.

Кроме того, осуществление процесса термообработки в вакууме требует сложного дорогостоящего аппаратурного оформления

Соде рж ание элементов, %.

1243903, Продолжение табл.1

Способ

Содержание элементов, 7

Крупность засыпки

d . TiC, мкм ер

О, 150

0,80

200

0,71