Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущих сталей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 09. 06. 80 (21) 2937468/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 30.1082 Бюллетен ¹ 40

Дата опубликовании описания 30.10.82 (51) М. Кп.з

В 22 F 3/00

В 22 F Э/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (ЗЗ) УДК 621.762.. 82 (088 8) Ф

Л.Г. Вязмитинова, Г.Г. Лешкевич, И.М„, Павлов, В.И. Пановко, Ю.Ф. Тарасевич, A.E. Шелест, В.С. Юсупов, В.Л. Гиршов, E.Ã..Каляйина, Д.И. Гусев, И.Я. Сокол и В.С. Мебель (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПРУТКОВ, ИЗ ПОРОШКОВ БЫСТРОРЕЖУЩИХ CTAJIEA

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству деформированных заготовок из порошков быстрорежущей стали прокаткой.

Известен способ получения заготовок иэ спеченных быстрорежущих сталей, включающий загрузку порошка в контейнер, герметизацию, нагрев, спекание и последующую обработку давлением (1) .

Недостаток известного способа состоит в низкой производительНости процесса и высокой стоимости получаемых заготовок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предЛагаемому является способ из-. готовления изделий из порошков быстрорежущих сталей, включающий загрузку порошка в контейнер, герметизацию, нагрев и экструзию при 10501150оС со степенью деформации 7090% (2).

Недостаток этого способа состоит в. низкой производительности, связанной с периодичностью процесса экструзии и высокой себестоимости получаемых изделий.

Цель изобретения - повышение производительности процесса и снижение себестоимости получаемых заготовок.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления деформированных прутков иэ порошков быстрорежущих сталей, включающем загрузку порошка в контейнер, нагрев до 10501() 1.150 С и деформацию заданного размера, деформацию с "óùåñòâëÿþò путем прокатки в калибрах с суммарной вытяжкой 7-625 при единичных вытяжках

1,4-1,8 в первых четырех-шести проходах, а затем до заданного размера, при отношении диаметра .контейнера к диаметру валков 0,02-0,3.

Нижний предел суммарной вытяжки (,6=7) при прокатке огределяется не о обходимостью получения компактного изделия с высокой плотностью, близкой к теоретической. Ве1.хиий предел суммарной вытяжки (ф=625) определяется требуемым сортаментом и техническими воэможностями современных сортовых прокатных станов. нижний предел единичных вытяжек устанавливается иэ условия равномерной проработки порошкового материала по сечению профиля, а верхний предел - из условия отсутствия пе969457 реполнения калибра и образования заусенцев.

Минимальное отношение диаметра контейнера с порошком (d) к диаметру валков (Э) устанавливается с учетом минимального конечного диаметра прут- 5 ка, минимально допустимой величины вытяжки и минимального диаметра валков сортовых станов.

Максимальное отношение --, равd

I) 10 ное 0,3 определяется условиями захвата и сквозной проработки по сечению деформируемого и з дели я с учетом

70% плотности материала в контейнере.

Пример 1. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки Р6М5К5 свободно засыпают в контейнер диаметром 22 мм с толщиной стенки 2 мм иэ материала Ст. 3, нагревают до

1150оС и последовательно прокатывают в 12 калибрах по системе квадрат — квадрат на стане дуо 320 на конечный размер стороны 6 мм. Единичные вытяжки в первых шести проходах при прокатке составляют 1,4-1,55.

После того, как суммарная вытяжка. достигла 7,2, дальнейшую прокатку проводят с единичными вытяжками 1,11,3. Отношение диаметра контейнера к диаметру валков составляет 0,07.

Проверку качества готовых прутков проводят по ГОСТ 19265-73. Выявлено, что в материале полностью отсутствует карбидная неоднородность в виде полос и скоплений карбидов °

Твердость металла после закалки от 35

1225ОC и отпуска при 560 С составляет 65,5 HRC, красностойкость. (HRC=

=58) сохраняется до 630 С, плотность материала равна 0,995 теоретической плотности. 40

Пример 2. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10Р6М5 засыпают в контейнер диаметром 63 мм с толщиной стенки 3 мм иэ материала

Ст. 3, герметизируют, нагревают до

1150ОС и прокатывают в калибрах по системе овал — квадрат на стане дуо 350 до конечного размера ф12,3 мм с промежуточными нагревами до той же температуры. Единичные вытяжки в первых пяти проходах составляют 1,5- -5О

1,8 до суммарной вытяжки 7,3. Общая вытяжка от заготовки до конечного продукта составляет 23,8. После деформации с вытяжкой 7,3; 10,1 и

11,63 отбирают пробы на плотность. 55

Одновременно по известному способу провоцят экструзию контейнеров диаметром 48 мм с толщиной стенки

3,0 мм из материала Ст. 3 с порошком из стали 10Р6М5 на пруток диаметром 6р ,20 мм.Прокатанный с вытяжкой 7,3 и экструдированный со степенью деформации 82% прутки подвергают анализу по ГОСТ 19265-73, а также испытани-ям на ударный и статический изгиб 65

Исследование показывает, что свойства катаного и прессованного прут.

КоВ в термообработанном состоянии практически одинаковы.

Пример 3. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки

10P6N5K5, свободно засыпанный в контейнеры из материала Ст. 3 диаметром 22 мм, герметизируют, нагревают до 1150 С и прокатывают за 4 прохода в калибрах системы квадрат — квадрат на стане дуо 320 (отношение диаметра контейнера к диаметру валков составляет 0,06) с единичными вытяжками 1,8 и суммарными вытяжками 1,8; 3 24; 5,8; 10,5. Попытка прокатки заготовок с более высокими единичными вытяжками (за счет увеличения диаметра контейнера с порошком до

24 мм, а вытяжки до 2,1 при постоянном зазоре между валками) не была успешной из-за разрушения контейнера и высыпания порошка.

Проверка качества готовых прутков.показывает, что теоретическая плотность достигается только после прокатки в 4-х калибрах, т.е. при сум. марной вытяжке 10,5. В этом случае плотность равна 0,995 теоретической, распределение карбидов — равномерное.

Твердость металла после закалки от

1225 С и отпуска при 560 С составляет

65,5 HRC, красностойкость (HRC=58) сохраняется до 630 С, прочность на изгиб равна 340 кгс/мм, а ударная вязкость 2 кгм/см2;

Пример 4. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10Р6М5 засыпают в контейнер из материала

Ст. 3 диаметром 63 мм, герметизируют, нагревают до 1150 С и прокатывают за разное количество проходов (от 1 до 6) с постоянной единичной вытяжкой 1,4 и суммартными вытяжками 1,4;

2,0; 2,7; 3,8; 5,3; 7,0. Прокатку проводят в калибровке овал — квадрат — круг на стане дуо 350. Отношение диаметра контейнера к диаметру валков составляет 0,2. Уменьшение единичных вытяжек до значений меньше, чем 1,4, нецелесообразное иэ-за плохой.проработки материала по сечению и пористости по продольной оси заготовки после 10 проходов. При прокатке контейнера диаметром 63 мм с единичными вытяжками 1,4 установлено, что плотность материала достигает теоретической только после шести проходов с суммарной вытяжкой 7,0. При меньших суммарных вытяжках материал не является качественным из-за. наличия в нем пор и несплошностей.

H p и м е р 5. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10Р6М5 засыпают в контейнер диаметром

150 мм, герметизируют, .нагревают до

1150ОС и прокатывают на стане 300 с диаметром валков обжимной клети

960457

6 диаметром 150 мм задают. в валки, переточенные после износа на диаметр

486 мм. Прокатку в этом случае провести не удалось из-за того, что отсутствовал захват контейнера вал5 ками. В этом случае отношение диаметра к диаметру валков составляет

0,31.

Таким образом, качественный деформированный пруток из распыленноfp ro порошка быстрорежущей стали можно получить при единичных вытяжках в первых четырех калибрах 1,4 и суммарной вытяжке 625, причем отношение диаметра контейнера с порошком к диаметр

15 валков не должно превышать 0,3.

Металл

Свойство

Катаный

Прессованный

Твердость (HRC) после закалки от

1230 С и 3-х кратного отпуска при 560 C 64-66

63-6&

Кратность по HRC = 58, С

640

630

Прочность на изгиб, кгс/мм

Ударная вязкость, кгм/см

Плотность, г/см

360

340

2-3

1,5-2

8,1

8,03

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса изготовления прутков из порошков быстрорежущих сталей за счет замены периоди- 4© ческого процесса экструзии непрерывной прокаткой в 600 раз, а также снизить себестоимость изделий за счет повышения стойкости инструмента, экономии зарплаты и уменьшения 45 амортизационных отчислений. Ожидаемый экономический эффект от использования описываемого способа составляет

536000 руб. в год.

Формула изобретения

Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущих 55

Составитель Н. Тумин

Редактор E. Кинив Техред Т.Фанта Корректор Н. Король

Заказ 8275/14 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

500 мм на промежуточный размер диаметром 20 мм с единичными вытяжками в первых четырех проходах 1,4.

Отношение диаметра контейнера с порошком к диаметру обжимной клети составляет 0,3. Далее прокатку ведут после промежуточного нагрева до той .же температуры на стане дуо 320 до конечного размера — диаметра б мм.

Суммарная вытяжка при этом составляет 625. Проверка качества готового продукта показывает, что свойства материала полностью соответствуют требованиям ГОСТ 19265-73, его плотность составляет 0,998 теоретической, а карбидная неоднородность отсутствует.

Для установления максимального отношения диаметра контейнера к диаметру валков контейнер с порошком

Свойства прутков, полученных по известному и описанному способам, приведены в таблице. сталей, включающий загрузку порошка в контейнер, нагрев до 1050-1150 С и деформацию до аданного размера, отличающийся тем,что,c целью повышения производительности процесса и снижения себестоимости продукции, деформацию осуществляют путем прокатки в калибрах с суммарной вытяжкой 7-625 при единичных вытяжках 1,4-1,8 в первых четырех шести проходах, а затем до заданного размера, при о.ношении диаметра контейнера к диаметру валков 0,02-0,3

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР

9 621308, кл. В 22 F 3/12, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 417246, кл. В 22 F 3/20, 1972.