Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущей стали

 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения прутков из распьшенньж по рошков быстрорежущих сталей . Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа. В способе изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущей стали загружают порошок в контейнер, герметизируют, нагревают до 1050-1 150 с экструдируют с вытяжкой 1,2-2,0, затем ведут прокатку с вытяжкой 6-10, причем произведение вытяжек при экструзии и прокатке должно быть не менее 12, а затем осуществляют окончательную прокатку . Предлагаемьш способ позволяет увеличить площадь исходной заготовки в 3,3-6,5 раз и производительность экструзии в 3,3-6,5 раз. 3 табл. i (Л

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (51) 4 В 22 F 3/18 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ С::- (".);:.;-., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTQPCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Авторское свидетельство СССР

У 621308, кл. В 22 F 3/12, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N - 4 17216, кл. В 22 F 3/20, 1972. с

C) (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПРУТКОВ ИЗ ПОРОШКОВ БЬ(СТРОРЕЖУ1 (ЕЙ СТАЛИ (21) 4076980/31-02 (22) 14.05.86 (46) 30,12.87. Бюл. Ф 48 (71) Специальное конструкторское бюро Института металлургии им. А.А.Байкова и Институт металлургии им. А.А.Байкова (72) В.В.Братцев, В.М.Пановко, M.Á.Ñòîÿí, Ю.Ф.Тарасевич, А.Е.Шелест и В.С.Юсупов (53) 621.762.5: 621.762.4,045 (088 ° 8) (57) Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения прутков из распыленных порошков быстрорежущих сталей. !!елью изобретения является расширение технологических возможностей способа. В способе изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущей стали загружают порошок в контейнер, герметизируют, нагревают до 1050-1150 С экструдируют с вытяжкой 1,2-2,0, затем ведут прокатку с вытяжкой 6-10, причем произведение вытяжек при экструзии и прокатке должно быть не менее 12, а затем осуществляют окончательную прокатку. Предлагаемый способ позволяет увеличить площадь исходной заготовки в 3,3-6,5 раз и производительность экструзии в 3,3-6,5 раз. 3 табл.

1 13625

Иэобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения методами прессования и прокатки прутков из рас5 пыленных порошков быстрорежущих сталей.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа, а именно увеличение максимально возможного сечения исходного контейнера с порошком.

Сущность изобретения заключается в том, что производится перераспределение уплотняющей порошок деформации для обеспечения более высокого качества получаемых иэделий при меньших затратах ресурсов.

Нижний предел вытяжки при экструзии, равный 1,2, определяется воз- 2О можностью успешной прокатки в калибрах. При прокатке заготовок, проэкструдированных с вытяжкой менее 1,2, происходит отслоение оболочки в местах разъема калибров и образование 25 заусенцев, которые при последующей прокатке образуют закаты и другие виды прокатных дефектов вплоть до разрушения заготовки.

Верхний предел вытяжки при экстру- 30 зии, равный 2,0, определяется минимальными значениями усилия прессования, необходимыми для полного уплотнения порошкового материала. Увеличение вытяжки выше 2,0 приводит к увеличению усилия экструдирования без увеличения плотности порошкового материала. Увеличение усилия экструдирования снижает максимально допустимое сечение исходного контейнера.

Последующая доуплотняющая прокатка экструдированных с вытяжкой в пределах 1,2-2,0 заготовок необходима для доуплотнения порошкового материа-. ла и получения качественных прутков, имеющих заданный уровень физико-механических свойств, и проводится с вытяжкой 6,0-10,0.

Нижний предел вытяжки при доуплотнении прокаткой, равный 6,0, определяется возможностью получения качественных прутков из заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 2,0. Прокатка в калибрах с вытяжкой менее 6,0 не позволяет получить качественные прут- ки из заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 2,0.

Верхний предел вытяжки при доуплотнении прокаткой, равный 10,0, определяется возможностью доуплотнения порошковых заготовок, проэкструдированных с вытяжкой не менее 1,2, и получения из них качественных прутков. При прокатке с вытяжкой более

t0 0 не происходит дальнейшей консолидации порошкового материала, поскольку он уже достиг максимальной плотности и полной компактности.

Вытяжка при прокатке внутри диапазона 6,0-.10,0 выбирается таким образом, чтобы произведение вытяжки при экструзии и вытяжки при прокатке было не менее 12, и определяется возможностью получения качественных прутков иэ порошков быстрорежущих сталей, В том случае, если произведение вытяжки при экструзии и прокатке составляет менее 12,0, не удается получить качественные прутки из порошков быстрорежущих сталей.

Дальнейшее деформирование компактного порошкового прутка до заданного размера ведут прокаткой в калибрах.

Пример 1. Порошок стали

10P6N5 с относительной плотностью засыпки 0,67-0,70 засыпают в 4 конI тейнера из стали Ст.3 диаметром

100 мм, длиной 220 мм и толщиной стенки 3 мм,.герметизируют, нагревают до 1150 С и экструдируют с различной вытяжкой на прутки диаметром

95, 91, 83 и 70 мм на прессе с максимальным усилием прессования 600 т.

После прессования определяют плотность:порошкового материала.

В табл.1 представлены физико-механические свойства образцов. Полученные заготовки прокатывают с обжимной клети стана "300" с диаметром валков 560 мм на пруток квадратного сечения 36х36 мм, а далее в валках. диаметром 300 мм на пруток диаметром

?О мм.

Образец, проэкструдированный с вытяжкой менее 1,2 .разрушается при прокатке во втором калибре. Остальные заготовки прокатываются до заданного размера. Плотность порошкового материала после прокатки 1,00.

Пример 2. Порошок стали

10Р6М5 засыпают в 5 контейнеров из

Ст.3 размерами 100х220 мм с толщиной стенки 3 мм, герметизируют, нагревают до 1150 С и экструдируют с различными вытяжками. Полученные з

13 прутки прокатывают в валках диамет- ром 560 мм по калибровке шестигранник-квадрат-овал квадрат, а затем в валках диаметром 300 мм на пруток 20 мм. При экструзии определяют плотность порошкового -материала.

В табл.2 приведены физико-механические свойства образцов.

Контейнер У 5 не удалось проэкструдировать с вытяжкой 6,2 (по прототипу), так как усилие на пресс-штемпеле, необходимое для истечения с такой вытяжкой, превышает максимально допустимое для данного пресса.

Сравнение усилия экструзии контейнеров с порошком образцов N 2 — 4 показывает, что увеличение вытяжки с

2,0 до 4,0 приводит к увеличению усилия прессования в 1,8 раза без выигрыша в плотности порошкового материала после экструзии. Вытяжка

2,0 является минимальной вытяжкой экструзии, при которой достигается максимальная плотность порошкового материала.

Пример 3, Порошок стали

Р6М5К5 засыпают в 3 контейнера размерами (49 5X220 мм, герметизируют, о нагревают до 1150 С и экструдируют на прутки диаметром 45, 40 и 35 мм с вытяжкой 1,21; 1,53; 2,0 соответственно.

Полученные прутки подогревают до

1150 С и доуплотняют путем прокатки в калибровке овал-круг с различной вытяжкой. Из полученных прутков вырезают образцы 5х5х55 мм для испытаний на ударную вязкость и статический изгиб. Испытания проводят в закаленном состоянии. Помимо механических свойств полученной стали определяют твердость, красностойкость и карбидную неоднородность.

В табл.3 приведены результаты ис.пытаний. Прокатка в калибрах с вытяж62566 4 кой менее 6 не позволяет получить качественный материал из заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 1,22,0 (табл.3). При прокатке с вытяжкой

6,0 возможно получение качественного материала из заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 2,0. Для получения качественных прутков из заготовок, 1р проэкструдированных с вытяжкой 1,2, вытяжка при прокатке должна составлять 10,0, Условием получения качественных прутков в диапазоне вытяжки при экструзии 1,2 — 2,0 и вытяжки

15 при прокатке 6,0-10,0 является h ð

«Ъ „ - 12,0. где A — вытяжка при экструзии; Я „ — вытяжка при прокатке, Прокатка заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 1,2-2,0, с вытяж2р кой больше 10,0 не дает дальнейшего повышения свойств прутков.

Таким образом, экструзия и прокатка контейнеров со свободно засыпанным порошком быстрорежущей стали с помощью предлагаемых режимных ограничений позволяет получить качественные прутки из порошкового материала и расширить технологические возможности прессового оборудования.

Формула изобретения

Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежу- . щей стали, включающий загрузку порошка в контейнер, герметизацию, нагрев до 1050-1150 С и экструзию, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возмож40 ностей, после экструзии проводят прокатку, экструзию проводят с вытяжкой

1,2-2,0, прокатку ведут сначала с вытяжкой 6-10, причем произведение вытяжек при экструзии и прокатке

45 должно быть не менее 12, а затем осуществляют окончательную прокатку.

Таблица 1

Образец, N

2 3

Вытяжка при экструзии

Диаметр прутка после экструзии, мм

Относительная плотность порошкового материала после экструзии

1,21

1,45

2,0

91

0,97

1,00

0,90

Физико-механические свойства

1362566

Т а блица 2

Образец, N

66

40

1,8

4,0

6,2

2,0

2,3

270

360

540

600

300

0,98

Физико-механические свойства

Диаметр прутка после экструзии мм

Вытяжка при экструзии

Усилие на прессвтемпеле, тс

Плотность порошкового материала после экструзии

1 2 3 4 5

1,00 1,00 1,00

1362566 о

О О О О О

О л л D oo

М М N СЧ СЧ о о о о о

1 I I 1 о с м сл и

СЧ о о о о

СЧ

1 1 о о н

M М

I о с о м

N N о о о о о о О О О

M М М ! о о о о о о

N N СЧ м м 41 о о о о о с о о О СО С> О

СЧ N M M ! 1 1 I о о о о о о о о

00 О СЧ СЧ

° N С 1 М с о о О О ЧР

00 00 CO в . нъ an о о О ЧР

1 I

00 CO и а

1 сО СО О D О 00 О О О

Л Л О О О И О О С

I 1 1 .I I I 1 I (Ф Ч0 00 00 00 аО 00 CO 00 л an an an w an an an an

1

1 СЧ Ф СО CO 00 Ф

1 Ч0 О О О О О

I !. 1 1 1 I I

CO СЧ О О С сЛ О О О О О

00 00 CO

ЧР О О

1 I

К7 О О О Ч0

CO CG 00 00 CO О л Ч0

I I 1 1 О О О

О О О О О м и

СЧ СЧ

Ю » Ю

О СЧ с

* Ю

СЧ а

СЧ С 1 СЧ

Ю ° \

О л О

СЧ СЧ

Ю Ю с o

СЧ с л

Ю Ю

СЧ и .

° о

N 1

& $ 1

44 1 о

° Ф М СЧ

Ф

00 О с

° Ф » о

СЧ К:>

0 СЧ сО

N с

° с В

N O

41 *

СЧ

I Ж 4 2 а х 1

И !С 1

Са О

IC:e

N К»

Ю Ю м л D D

Ю О СО

С О

Ю Ф

an а л

С 00

Ю с сч с

Ю

О с

O » О л а

1" »

v g !

С х са д

an с/1 °, с 1 м с с с а л ц

» » о л м л м

O CD D С

СЧ N N СЧ СЧ an an an ah an

° % ° л Ю Ю Ю СЧ СЧ СЧ СЧ

1

1

1

I (4 M

Э И О Л ф О D — N

1

1

1

Сб х. о х ю

О 4

I хо

О 00

I Х

v о

Х 0v

ao v а о

44

f» о о

С о,о

Э 00

m0:

iЕ

oa e x х

04 М С0

04 0l

Я K О

Ф а12

В» Io С0 д

40 ах с! CD о м

I о о

100 о о о о

О О

СЧ ! о о о о

00 N

СЧ о о с л

М M

1 1 о о м м

СЧ о л

M ! о

СЧ о о о о

О О

M M

I 1 о о о о

СЧ М о о л м м

1 1 о о м м

СЧ СЧ

1 о о о о сО О

1 о о о,.о

N N м м