Способ изготовления деформированных фасонных профилей из быстрорежущей стали

 

Сущность изобретения: в способе, включающем распыление порошка инертным газом, загрузку его в капсулу, дегазацию, герметизацию и нагрев до 1050-1150^o с последующей экструзией; при экструзии применяют матричный канал с использованием в угловых элементах накопителей полусферической формы, размеры которых определяют по формуле. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при производстве фасонных профилей из порошковых быстрорежущих сталей.

Известен способ изготовления прутков из порошковых быстрорежущих сталей, включающий загрузку порошка в контейнер, герметизацию, нагрев, экструзию и прокатку в два этапа.

Недостатком известного способа является то, что сложные фасонные профили практически невозможно изготовить методом прокатки, а также, то, что большое количество операций при изготовлении значительно увеличивает расходный коэффициент металла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления деформированных фасонных профилей из быстрорежущих сталей, включающий растление порошка инертным газом, загрузку его в капсулу, дегазацию, герметизацию и нагрев до 1050-1150^o с последующей экструзией.

Недостатком известного способа является невозможность получения профиля высокой точности вследствие неравномерного характера распределения слоя капсулы по сечению изделия, а также низкое качество профилей (неравномерное распределение плотности по сечению, разрывы оболочки) из-за высокой степени неравномерности деформации при экструзии свободнонасыпных капсул.

Целью изобретения является повышение точности и улучшение качества изготавливаемых деформированных фасонных профилей.

Данная цель достигается тем, что в способе изготовления деформированных фасонных профилей из быстрорежущей стали, включающем распыление порошка инертным газом, загрузку его в капсулу, дегазацию, герметизацию и нагрев до 1050-1150^oС с последующей экструзией, при экструзии применяют матричный канал с использованием накопителей полукруглой формы, размеры которых определяют из соотношения: S T_н T_л, где S размер накопителя; Т_н толщина капсулы на изделии в зоне накопителя; T_л толщина капсулы на изделии на линейных участках профиля, причем Т_н и T_л рассчитывают по формулам: где Т_и толщина стенки исходной капсулы; L среднее расстояние от точки пересечения сторон профиля до наружной стенки капсулы в секторе, ограниченном нормалями к этим сторонам; λ вытяжка; R радиус контейнера;
r исходная относительная плотность.

На фиг. 1 приведен характер распределения слоя капсулы по сечению фасонного профиля типа "Нож кромкокрошительный" без использования накопителей в угловых элементах (а) и с использованием накопителей (б), а на фиг. 2 показан пример выполнения матричного канала с использованием изобретения.

Способ осуществляется следующим образом.

В стальную капсулу загружают предварительно распыленный инертным газом порошок быстрорежущей стали, производят дегазацию его в течение 17-20 минут и герметизацию капсулы аргоно-дуговой сваркой по периметру крышки. Герметизированную капсулу с порошком нагревают в печи до 1050-1150^oС и производят экструзию через матричный канал с накопителями полукруглой формы в угловых элементах. Изготовление элементов матричного канала производят фрезерованием. Применение накопителей позволяет перераспределить слой капсулы на изделии таким образом, что появляется возможность обеспечить выполнение угловых элементов профиля из основного металла с меньшим радиусом закругления, т.е. получить профиль более высокой точности. Предварительный расчет толщины слоя капсулы в зоне накопителя и на линейных участках профиля позволяет заранее рассчитать исполнительный размер матричного канала, обеспечивающий получение профиля из основного металла требуемого размера, что ведет к повышению точности изделия и, соответственно, к экономии металла.

При экструдировании свободнонасыпных заготовок для получения профилей более высокого качества в качестве смазочного материала используют материал с более низким значением вязкости, что вызвано более низкими значениями сопротивления деформации по сравнению с экструзией компактных заготовок.

В таблице приведены физико-химические свойства технологических смазок горячей экструзии.

Получение фасонных профилей типа "нож кромкокрошительный" из порошковой быстрорежущей стали РОМГФЗС-МП способом, предлагаемым в настоящей заявке, было осуществлено на гидравлическом прессе усилием 15МН. Нагрев проводили в печи электросопротивления с защитной атмосферой водорода до температуры 1120^oС. В качестве смазочного материала использовали для накатки на боковую поверхность стекло N 291а-4-1, а для смазочной шайки стекло 209.

Экструзию осуществляли из контейнера ⊘ 120мм,, заготовка имела размеры ⊘ 114×250мм..

Пример распределения оболочки на изделии и его форма показана на фиг. 1, для сравнения приведено распределение оболочки и форма профиля, получение при калибровке матричного канала без накопителей (фиг. 2).

Расчет толщины стенки капсулы на изделии осуществлен по формуле:


где R 60 мл; T_и 6 мм; Т_л 2,9 мм; λ 9,6 мм; r 0,65.

Расчет толщины стенки капсулы в зоне накопителя произвели по формуле:

Следовательно, исполнительный размер накопителя равен:
S T_н T_л
S 6,1 2,9 3,2 мм
В результате расчета повышается точность изготавливаемого профиля. Расходный коэффициент металла снизился на 15%

Формула изобретения

Способ изготовления деформированных фасонных профилей из быстрорежущей стали, включающий распыление порошка инертным газом, загрузку в капсулу, дегазацию, герметизацию, нагрев до 1050 1150^oC и экструзию, отличающийся тем, что при экструзии используют матричный канал, в угловых элементах которого размещают накопители полусферической формы, размеры которых определяют из соотношения
S T_н T_л,
где S размер накопителей;
T_н толщина капсулы на изделии в зоне накопителя;
T_л толщина капсулы на изделии на линейных участках профиля, причем T_н и T_л рассчитывают по формулам


где T_и толщина стенки исходной капсулы;
L среднее расстояние от точки пересечения сторон профиля до наружной стенки капсулы в секторе, ограниченном нормалями к этим сторонам;
λ вытяжка;
R радиус контейнера;
r исходная относительная плотность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3