Порошковая конструкционная сталь

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к высокоплотным порошковым конструкционным сталям, полученным горячей штамповкой пористых заготовок. Сущность изобретения: предложена порошковая конструкционная сталь с остаточной пористостью 0,5-3,5% следующего состава, мас.%: углерод 0,10-1,20, кальций 0,01-0,25, фосфор 0,004-0,20, железо - остальное. Сталь обладает повышененой обрабатываемостью резанием , 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1786174 А1

s С 22 С 38/00, 33/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:":.. - "" "-" ..-., " -:.; 7 :=- А

-, I S;,Ä

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,10 — 1,20

0,01 — 0,25

0,004 — 0,20

Остальное (21) 4898744/02 (22) 02,01.91 (46) 07.01,93, Бюл, ¹ 1 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Ю.Г.Дорофеев, А.В.Скориков, Е.В.Козлов, В,Г.Шишка и Ж,В.Еремеева (56) Заявка ФРГ № 053712, кл. С 22 С 1/О, 1987.

Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование порошковых заготовок. — M.:

Металлургия, 1977, с.216, Изобретение относится к области порошковой металлургии, э именно к высокоплотным конструкционным сталям, полученным методом горячей штамповки пористых заготовок, и может быть использовано для повышения обрабатываемости этих материалов резанием при минимальном изменении основных механических

СВОЙСТВ.

Известна порошковая конструкционная сталь следующего состава, мас.%: углерод

1,0-5,0, фосфор 0,2-0,8, сера 0,5, железо и примеси — остальное (1).

В качестве прототипа принята порошковая высокоплотная конструкционная сталь, включающая углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,10-1,2

Железо Остальное (2), Указанная сталь имеет остаточную пористость 0,5-3,5%. Недостаток данной стали — низкая обрабатываемость резанием.

Целью изобретения является улучшение обрабатываемости резанием порошковой стали. (54) ПОРОШКОВАЯ КОНСТРУКЦИОННАЯ

СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к высокоплотным порошковым конструкционным сталям, полученным горячей штамповкой пористых заготовок. Сущность изобретения; предложена порошковая конструкционная сталь с остаточной пористостью

0,5-3,5% следующего состава, мас.%: углерод 0,10 — 1,20, кальций 0,01 — 0,25, фосфор

0,004 — 0,20, железо — остальное, Сталь обладает повышененой обрабатываемостью резанием, 3 табл, Поставленная цель достигается тем, что высокоплотная порошковая конструкционная сталь с остаточной пористостью 0,53,5%, включающая углерод, железо, дополнительно содержит кальций и фосфор при следующем содержании компонентов, мас.%:

Углерод

Кальций

Фосфор

Железо

Основными отличительными признаками предлагаемого технического решения являются:

1. Использование кальция и фосфора в качестве легирующих элементов стали класса "горячештэмпованные порошковые конструкционные стали с остаточной пористостью 0,5 — 3,5О/ " с целью обрабатываемости резанием при минимальном влиянии на основные механические свойства, 2. Количественное содержание кальция

0,01-0,25 мас.% и фосфора 0,004-0,20 мас.%.

1786174

Таблица 1

МПа !

Таблица 2

Материал ) IRB леоод 0 50 елеэо остальиое! рототил} альций 0.15 k леоод 0 50 %

ОСфОО 0.00л

G „50

0.100 7

0.200 ид

110

1 i 0

113

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В шихту предлагаемых сталей добавляли и орошки гидрида кальция и гипофосфита цинка. гранулометрический состав которых 5 находился в пределах 0,001-0,010 мм.

Было изготовлено двадцать партий с различным содержанием фосфора и кальция, мас.%: 0,005, 0,010; 0,025; 0,05; 0,1;

0,15; 0,25; 0,5. Шихта перемешивалась в те- 10 чение пяти часов, Далее сталь-прототип и предлагаемые стали изготавливались по единому технологическому процессу, вкл1очающему следующие операции; 15

1, Холодное прессование иэ указанных порошков пористых заготовок с пористостью 30% по схеме одностороннего прессования.

2, Нагрев заготовок в электропечи с эа- 20 щитной атмосферой (диссоциированный аммиак) до температуры 1100 С и выдержка в течение 5-10 мин.

3. Горячая штамповка заготовок в закрытых штампах по схеме одностороннего 25 прессования до величины остаточной пористости 0,5 — 3,5%.

По приведенной технологии были изготовлены образцы двух типоразмеров; призматические 55х10х1 для исследования 30 механических свойств материалов; типа диск с центральным отверстием 60х30х",0 для исследования обрабатываемости резанием.

Содержание кальция, фосфора и угле- 35 рода в готовых образцах определялось при помощи рентгеноспектрального анализа (метод независимого эталона), химического количественного анализа, а также качест40 вен но-металлографическим методом (оптическая микроскопия).

Определение механических свойств материалов осуществлялось при испытании на растяжение согласно ГОСТ 1497-84. Оценка производилась по результатам девяти параллельных опытов.

Обрабатываемость резанием определялась при продольном точении твердосплавным резцами Т 15 К 6 с геометрическими параметрами:

P = P< = 45 ; У = а = 10 ; il. = а1 =- 0"; у=0,5мм при постоянных режимах резания: с=0,5 мм;

S=0,2 мм/об, Испытания проводились при различных скоростях резания в диапазоне н=ЗΠ†2 м/мин, Определялась величина оптимальной скорости резания vo и соответствующий ей относительный линейный износ резцов Ь0. Эти величины были приняты в качестве критериев обрабатываемости.

Полученные стали имели характеристики, значения которых приведены в табл,1-3.

Как следует из таблиц 1 — 3, предложенная сталь обладает лучшей обрабатываемостью резанием, чем известная сталь.

Формула изобретения

Порошковая конструкционная сталь с остаточной пористостью 0,5-3,5;,, содержащая углерод и железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью улучшения обрабатываемости резанием, она дополнительно содержит фосфор и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,10 — 1,20

Кальций 0,01 — 0,25

Фосфор 0,004 — 0,20

Железо Остальное

178б174

Таблица 3

20

35

45

Составитель Э.Залманова

Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 232 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5