Литейная инструментальная сталь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

< о973660 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 05. 81(21) 3289664/22-02

Р М К з

С 22 С 38/28 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио лелам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опублиновано 15.1182. Бюллетень № 4 2 (531 УДК669. 14. .018.258.2. -194 (088 ° 8) Дата опубликования описания 15.11 82

С.Н.Примеров, Г.А.Ввриииев, В.П.Коотеееиоо;

В.Б.Вихляев, О.Я.Эначковский, В.A.Íîñàòñ(â, В.A.×åáîòàðåâ и 3.A.Салпакова

°, 7 9

Институт металлофизнки AH Украинской СС)з =.:«;;„ .".е д

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (541 ЛИТЕЙНАЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к черной

I металлургии, в частности к разработке литейных инструментальных сталей для изготовления отливок штамповых инструментов горячего деформирования.

Известна сталь 5ХНМ (13.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является литейная инструментальная сталь 12), содержащая, вес.%:

Углерод 0,65-0,75

Кремний 0,15-0,35

Марганец 0,15-0,40

Хром 3,20-3,80

Железо Остальное

Эта сталь применяется в основном для изготовления инструментов /пуансонов, матриц) горячей насадки, метизов и заготовок из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей на штампах горизонтально-ковочных машин, а также штампах горячего прессования и выдавливания указанных материалов на кривошипных прессах при мелкосерийном производстве, гибочных, обрезных и просечных штампов.

Недостатками этих сталей являются относительно низкие износостойкость, разгаростойкость, литейные и механические свойства, особенно пластичность и вязкость, что снижает эксплуатационную стойкость изготовленных из нее инструментов.

Цель изобретения - понааение износостойкости, разгаростойкости, литейных и механических свойств, особенно пластичности.и вязкости стали, а также эксплуатационной стойкости изготовленных из нее инструментов.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром и железо, дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, редкоземельные металлы и ниобий, при следующем соотиошентан компонентов, вес.в:

Углерод 0,65-0е75

Кремний О, 15-0, 35

Марганец Ор 15 О ° 40

Хром 3, 20-3,80

Алюминий О, 01-0,05

Титан 0,0)-0 08

Кальций 0,005-0,05

Редкоземельные

30 О, 005-0, 08

973660

Ниобий 0,01-0,15

Железо Остальное дополнительное введение в состав. предлагаемой стали алюминия, титана, кальция и РЗМ объясняется исключительно благоприятным комплексным воздействием этих элементов на структуру и свойства. Оказывая на сталь глубокое раскисляющее, рафинирующее н микролегирующее влияние, эти элемейсу„ecTseHHo изм ьч, т ее струк 1 туру, что позывает литейные и механические свойства, особенно пластичность и ударную вязкость. При этом весьма важным является измельченне и более равномерное распределение в структуре стали карбидов, что благоприятно отражается на нзносостойкости, разгаростойкостн и соответственно эксплуатационной стойкости стали.

Введение в сталь ниобия связано с его способностью упрочнять сталь в.результате дисперсионного твердеиия. Мягкие карбиды ниобия, равномерно распределяясь в металле, измельчают аустенитную структуру и обеспечивают повышение свойств стали.

Металл выплавляют в индукционной печи методом переплава. Химический состав опытных сталей приведен в табл.1.

973660

1 а л I с о

I а 1 о о с о!

an I о о

1 о

I!

1 ф I

СЪ с о

1 1

1 Ia I

1 М I

1 О 1

I O l

I и 1

1Ж I

1 1

1

° (1

Ю 1

Q I

I

I

I

1

1

1

1

4ч л о о с с о о ф 10 с °, < Ъ С Ъ ) N о о с о о

С! an с с

< 1 С Ъ

М с ("Ъ о

РЪ сф с с о о

Ф"Ъ

ФЧ с

aft л л сч

l1 о о

all

61 с

CI

aal

I с

Cl л л

fV с о ф с

C) 1 Э 1

I Ц 1

1 4 f

I — 4

Ж 1 1

I 1ЙI

I m l

I I Iae !

О 1 1

1 Ф вЂ” 4

Ю I I 1

Е I IЯ1

1 1 N 1

I 1 A 1

I В 1

1 1 14 1

l 1 — 4

I I 1

I 1 I

1 1 ф I

1 I & I! х!

1Ю I Å41

1 I I с Ь4

I lai i I

l O Ia: !! Н1М!

I Ж 1 Х I

I 1! 1 1 В !

l В!41

1 1

I ФГ 1

I М!

l Xl XI! в!О!

Ы!Р1

19 !И!

l e 1

Ц. ! Cl!

1)1NI

1 - Ф 1

I I и 1

C 1

1 !А!! l Р 1

1 1 6! I юа

1-4

1 I

1 I Рю I

1 I И !

1 — — 4

1 1 I

I I ф!. ill

1 I

1 Д

I В н о

1 1

I IC 1

1 Ю I

1 и I н

И о л cr, ю о о с с с о о а

СЧ CO о о о с с о о о

РЪ <Ч all о о о с с о о о

ГЪ ЧГ Л о о о с с с о о о

CO LA л .м <ч с с с о о о иЪ Ю Г1 ао с . с с о о о

1

1.

I

1 I

l

1 I

1

I

1

l

1

1 !

1 !

I

973660

Выплавленные стали подвергают. исследованиям на.износостойкость, разгаростойкость, литейные и механические свойства.

Результаты испытаний, приведенные в табл.2, показывают,что предлагаемая

5 литейная штамповая сталь npesocxoдит известную сталь по всему комплексу исследуем@к свойств. При .этом механические свойства литой стали практически достигают уровня известной деформированной стали, что имеет важное значение при использова.нии стали для литых штамповых инструментов. Повышение жидкотекучести на 25-503 и трещиноустойчивости на

10-208 предлагаемой стали обеспечивают получение качественных, плотных отливок. Особенно важным является повьиаение износостойкости на 12-15% и разгаростойкости предлагаемой стали на 16«22%, так как этн характеристики во многом определяют эксплуатационную стойкость штамповых инструментов. В частности, изготовленные иэ нее литые вставки в среднем простояли на штампах ГКИ при штамповке болтов 2800 штамповок, в то время как литые вставки из известной стали простояли 1900 штамповок.

Хо

1

I

1 I

I

1

I

EO Ch

» » сч сч м !ч о л л л сч в !»

<ч л л х1о

Ul РЪ < Ч л л л!

Ч 1Ч O

М Ф Ф л о <ч Ф . М М л !

» » » см сч !ч !1 р

» с

<ч

1

1

1

1

1

1 !

I

1

1

1

О 1» а еъ л с

»!!Ъ

Ll) л < 1

»»»

CO IA Ю

CO lP с»» о в в л

Фч с л л! о л

ill .1О Ю л л л е о л сч сч !ч л а л Ф С»1

ev л л л о л о а о л л л

Ф О ч ч о о о

lA Ю С Ъ

1

I

l .!

1 ! !

I

1

I

I

I !

I

I

I.

1

43 ! о и

П .о

N W Ю

I о о Cæ вр р5 Ф е л х н

o e э е

Е 1C! I н

e I!: V

:ЛЕОН I ххах!

III NOD l

I 1

1 Э Х I

1М1Н хоо

1 эао

1 341O

I ЯЭО I

1 ОЕН

1ааи

Э

М 1 1!

Эоо

ОвНХ!

АРХОН!

1 1

u l

1 1 CC I

1 1 Ж 1

1 I

r и

О1

1 T» I !

Ой!

О1

Е 1 4

В! IC I

«1 1

Х I 1 о

Ф 13 <Ю 1

1-1

Э I I

Х 1 - I

М1 Ю о

Э.

Ф

Х1 3

C6 I о 1

Х1щО I

O I.й I х

-3

1О»

ISO! 4 I

1 Х 1

1!

I I Х I ! он! ! О!

1ОО1 ! Xl!I I .1 1 МХ 1

IaoI ЕФ!

1 1 FfCO I I CLO l

1elíl!

1 Ы

Х

1 Э 1 l 1 !

%!ЭХI (h ф

» » л

CO В

О л и

IO 1О л 1Ч л ч

1 !

I 1

973660 аО

» » сч сч

10 ОО

Ь, » л о

1

1

I

1 !

1

1

1

I

I

I !

I

1

1

1

1

I

1

I

I

1

I

1

1

I

I

1

I . I

I

1.

1

5

Ф Ф

1а

3 х

Ц ао н ох оа оя н, A °

o g ы

9ня

>Uе х н хк v

oom хх

ыхх ай еох ад

5 5х хоа

meo

Э D х pm мха н ое ох о он.

ICVX

C Э йян охи

Rvo ехй аэо

-х е

Феа нао ооо. о

ХIQC о они нро

OI1! t ох х э А

m Э ион х

«1

973660

Стойкость таких же вставок, изготовленных из деформированной штамповой стали 5ХНМ, составляет

2700-3200 штамповок. Сравнение этих показателей преопределяет целесообразность применения предлагаемой литейной штамповой стали для изготовления литых штамповых инструментов, особенно на штампах ГКМ, вместо известной и дорогостоящей стали 5ХНМ.

Ожидаемый экономический эффект по предварительным расчетам составляет около 18 тыс.руб в год за счет . повышения иэносостойкости на 12-15%, раэгаростойкости на 16-22%, жидкотекучести 22-50%, трещиноустой- 15 чивости 10-20%, как следствие этого, эксплуатационной стойкости штамповых инструментов на 47%.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Формула изобретения

1. Сталь 5ХНМ, ГОСТ 5950-73.

2. Сталь 7ХЗ, ГОСТ 5950-73.

Составитель Л.Суяэова

Редактор . И.Мктровка Техред И. Коштура : Корректор Г.Решетннк

Заказ 8620/31 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий ..

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

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

Литейная инструментальная сталь, содержащая .углерод, кремний, марганец, хром и железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения иэносостойкости, разгаростойкостн, литейных и механических свойств, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, редкоземельные металлы и ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%г

Углерод 0,65-0,75

Кремний 0,15-0,35

Марганец 0,15-0,40

Хром, 3,20-3,80

Алюминий 0 ° 01-0,05

Титан 0,01-0,08

Кальций 0,005.-0,05

Редкоземельные металлы 0,005-0,08

Ниобий 0,01-0,15

Железо Остальное