Способ изготовления заготовок из порошков быстрорежущей стали

(50 4 В 22 Р 3/12 9/08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК.ИЗ ПОРОШКОВ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ(57) Изобретение относится к областипорошковой металлургии, а именно,. Изобретение относится к областиФ порошковой металлургии, в частности к способам изготовления заготовок иэ порошков быстрорежущей стали.Целью изобретения является повышение производительности и снижение трудоемкости изготовления заготовок из порошков быстрорежущей стали,Способ осуществляют следующим образом.Расплав быстрорежущих сталей Р 6 М 5 К 5 распыляют водой давлением 13 6 - 17,4 МПа при перегреве расплаВова 120 - 220 С. Во всех случаях полу" ченный порошок обезвоживают и осушиовают в вакууме при 150 С. Измерения микротвердости частиц (как характеристики пластичности) проводили на к способам изготовления изделий из быстрорежущей стали. Цель изобретения - повышение производительности и снижение трудоемкости процесса, Зто достигается путем распыленияорасплава, перегретого на 140-200 С, . водой под давлением 14-17 МПа. Спекание заготовок из порошка, спрессован-; ного без пластификатора непосредственно после сушки, проводят с дополо нительной выдержкой при 900"950 С. Указанные параметры распыления позволяют получить пластичный порошок с разветвленной формой частиц и аус; тенитной структурой, что дает возможность исключить операции восстановительного отжига, смешивания с пласти- Е фикатором и его разложение. 1 табл. различных фракциях порошка всех партий и определяли диапазон ее значений для каждой плавки.Порошок с виброуплотнением засыпают в эластичные оболочки из мате- риала Пластизол и прессуют гидроста" тически при давлениях в интервале 150 - 900 МПа (с шагом 50 МПа).Внутренняя полость оболочек имеет форму цилиндра диаметром 35 мм и высотой 50 мм. Спрессованные заготовки спекают.в вакууме по режиму: нагрев до,о о 950 С, выдержка 3 ч; нагрев до 1130 С, ф выдержка 1 ч; нагрев до 1215 С, выдержка 1,5 ч. Заготовки, имеющие трещины и расслоения вследствие пере- прессовки, спеканию не подвергались Пористость материала после .спекания90 14633 оценивают металлографически на нетравленных шлифах при увеличении 100.Содержание кислорода в порошке и спе:ченной стали определяли методом горя чей экстракции в ваКууме.Результаты приведены в табл. 1.Увеличение производительности проиллюстрировано данными, представленными в табл,2.10 Анализ результатов,показывает, что холодное,прессование порошков, полученных распылением при .перегреве расплава 120 С, обуславливает наличие значительного упругого последействия и перепрессовки, которые прояв,ляются в образовании трещин в заготовке. Это связано с высокой микро" твердостью и отсутствием пластичности 20 частиц, Распыление при .перегреве расоплава 220 С приводит ,к перепрессов".ске заготовок.(при низких давлениях ;.распыляющей воды менее 16,1 МПа)вследствие повьппенной микротвердости 25 ;частиц и приближения их формы"к сфе, рической. Кроме того, наблюдается неравномерная усадка заготовок при спекании, остаточная пористость спеченной стали значительно превышает допустимый уровень 0,57. (п.п.п, 20, 25). Это является .следствием откло" нения функции распределения частиц получаемого порошка по размерам от нормальной из-за высокого содержания частиц мелких фракций. Повьппенное содержание кислорода в полученном при таком перегреве расплава порошке обусловливает высокий уровень содержания кислорода (более 0,025 мас.й) в спеченной стали.40 Распыление стали при оптимальных давлении воды 14,0-17,0 МПа и пере греве расплава 140-200 С обеспечивает получение порошка с разветвленной формой частиц, достаточно низкой микротвердостью (5800-7250 МПа), низким содержанием кислорода (О, 140,21 мас.Х). Сочетание хорошей пластичности материала частиц и их неправильной формы позволяет осуществлять холодное прессование порошка при низких давлениях прессования 250-450 МПа без предварительного смягчающего отжига .и введения пластификатора. При этом полностью исключаются возможная перепрессовка и связанные с ней неблагоприятные явления: растрескивание, расслоение и разрушение прес совкиВлияние температуры промежуточной выдержки на качество спеченной заготовки отражено в табл,2, включающей результаты анализов прессовок, подвергнутых 3-часовому нагреву в вакууме 1,310- МПа.При температурах ниже 900 С содержание кислорода в заготовках остается высоким. Увеличение температурыо изотермической выдержки более 950 С не способствует снижению содержания кислорода, но при этом наблюдается усиление обезуглероживания материала.Вследствие исключения операций вакуумного отжига порошка после распыления длительность технологического цикла сократилась от 56,4 до 26,3 ч, что в два раза увеличило производительность процесса изготовления заготовок. Формула изобретенияУменьшение давления распыления ниже 14,0,МПа или его повьппение более 17,0 МПа обусловливает высокую микро" твердость частиц и низкую пластич ность, что приводит к перепрессовке при холодном прессовании. Увеличение содержания крупных (давление воды 13,6 МПа) или мелких (давление воды 17,4 МПа) фракций в порошке приводит 50 к неравномерной усадке заготовок при спекании и наличию остаточной пористости вследствие отклонения фуйкции распределения частиц исходного порошка по размерам от нормальной. 55 Способ изготовления заготовок из порошков быстрорежущей стали, вклю" чающий распыление расплава водой, сушку, прессование и спекание заготовки в вакууме с промежуточной выдержкой при 1100-1250 С, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности и снижения трудоемкости, распыление проводят при перегреве расплава на 140 о200 С под давлением воды 14-17 МПа, а спекание проводят с дополнительной выдержкой при 900-950 С.1463390 6 Таблица 1 Давление воды, МПа Перегрев расплава, фС Сталь Формачастиц Микротвердость частиц, МПа Содержание кислорода, мас.3 риость гоВ по- рошке спеченой стали вки пекаия, Х 0,15(0,2 0,150 0,010,2- О, 163 00,0200,4 200 Оско-7100 лочная Табли Содержание в эа готовках, Ж ратура выдержои, С 00 925 95 0,09 0,09 0,09 1,39 1,39 1,39 КислорУглер Составитель Ю.Коц Техред Л.Сердюков Корректор С. Шекмар Редактор Л. Гратил акаэ 770/13 ираж 710 Подписное о иэо 35, Р ский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,1 роиэводственно-иэда 140 Ирре 6200-7100гулярная170 Оско-7200лочная200 Вытя-7250нутаярваная140 Ирре-7100гулярная170 То же 5890-6900 Вытя-7000 нутая рванаяИрре-7100гулярнаяТо же 6000"7050 НИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, Минимальнодавлениепрессованидля получения сохраняющей форму прессовки, МПа тениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д. 4/5