Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущих сталей

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт, спид-ву) Заявлено 09.06,80 (21) 2937468/22-0 51 М. Кп.з В 22 Р 3/00 В 22 Р Э/20 с присоединением заявки 89 осударственный комите СССР по делам изобретений и открытийетень М 40 ата опубликования опис я 30.10.82 Л.Г. Вязмитинова, Г.Г. Лешкевич, И.М,Павлов,В.М. Пановко, Ю.ф. Тарасевич, А.Е. Щечест,В.С, Юсупов, В.Л. Гиршов, Е.Г. Каляйина,Д,И. Гусев, И.Я, Сокол и В.С. Мебель(54) С 11 ОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПРУТКОВ ИЗ ПОРОШКОВ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙИзобретение 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 давлеиием (11 .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 иэ порошков быстрорежущих сталей, включающий загрузку порошка в контейнер, герметизацию, нагрев н экструзию при 1050- 1150 оС со степенью деформации 70- 90 (21.Недостаток этого способа состоит в. низкой производительности, связанной с периодичностью процесса экструзии и высокой себестоимости получаемых изделий. Цель изобретения - повышение производительности процесса и снижениесебестоимости получаемых заготовок.5 Указанная цель достигается тем,что в способе изготовления деформированных прутков иэ порошков быстрорежущих сталей, включающем загрузкупорошка в контейнер, нагрев до 10501 О 1150 С и деФормацию заданного размера, деФормацию осуществляют путемпрокатки в калибрах с суммарной вытяжкой 7-625 при единичных вытяжках1,4-1,8 в первых четырех-шести прохо.дах, а затем до заданного размера,при отношении диаметра .контейнерак диаметру валков 0,02-0,3,Нижний предел суммарной вытяжки(И=7) при прокатке определяется не 2 О обходимостью получения компактногоизделия с высокой плотностью, близкой к теоретической. Ве 1.хиий пределсуммарной вытяжки (ф=625) определяется требуемым сортаментом и техническими воэможностями современныхсортовых прокатных станов.т 1 ижний предел единичных вытяжекустанавливается иэ условия равномерной проработки порошкового материала по сечению профиля, а верхнийпредел - из условия отсутствия пе 969457реполнения калибра и образованиязаусенцев.Минимальное отношение диаметраконтейнера с порошком (Д) к диаметрувалков (13) устанавливается с учетом минимального конечного диаметра прутка, минимально допустимой величинывытяжки и минимального диаметра валков сортовых станов,Максимальное отношение - , равН1) 10ное 0,3, определяется условиями захвата и сквозной проработки по сечению деформируемого иэделия с учетом70 плотности материала в контейнере.П р и м е р 1. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки Р 6 М 5 К 5 свободно засыпают в контейнер диаметром 22 мм с толщиной стенки 2 мм иэ материала Ст, 3, нагревают до 11500 С и последовательно прокатывают в 12 калибрах по системе квадрат - квадрат на стане дуо 320 наконечный размер стороны 6 мм. Единичные вытяжки в первых шести проходах при прокатке составляют 1,4-1,55. 25 После того, как суммарная вытяжка. достигла 7,2, дальнейшую прокатку проводят с единичными вытяжками 1,1- 1,3, 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 карбидовТвердость металла после закалки от 350 12250 С и отпуска при 560 С составляет 65,5 НЕС, красностойкость. (НЕС= =58) сохраняется до 630 С, плотность материала равна 0,995 теоретической плотности40И р и м е р 2. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10 Р 6 М 5 засыпают в контейнер диаметром 63 мм с толщиной стенки 3 мм иэ материала Ст. 3, герметизируют, нагревают до 11500 С и прокатывают в калибрах по системе овал - квадрат на стане дуо 350 до конечного размера 412,3 мм с промежуточными нагревами до той же температуры. Единичные вытяжки в первых пяти проходах составляют 1,5- 50 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 10 Р 6 М 5 на пруток диаметром 6 ,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.П р и м е р 3, Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10 Р 6 М 5 К 5, 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 12250 С и отпуска при 560 С составляет 65,5 НВС, красностойкость (ННС=58) сохраняется до 630 С, прочность на изгиб равна 340 кгс/мм , а ударная вязкость 2 кгм/см 2;П р и м е р 4, Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10 Р 6 М 5 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.П р и м е р 5. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10 Р 6 М 5 засыпают в контейнер диаметром 150 мм, герметизируют, нагревают до 11500 С и прокатывают на стане 300 с диаметром валков обжимной клети960457 6 диаметром 150 мм задают.в валки,переточенные после износа на диаметр486 мм. Прокатку в этом случае провести не удалось из-за того, чтоотсутствовал захват контейнера вал ками. В этом случае отношение диаметра к диаметру валков составляет0,31.Таким образом, качественный деформированный пруток из распыленно го порошка быстрорежущей стали можнополучить при единичных вытяжках в пер.вых четырех калибрах 1,4 и суммарнойвытяжке 625, причем отношение диаметра контейнера с порошком к диаметр) 5 валков не должно превышать 0,3. Металл Свойство Катаный Прессованный Твердость (НВС) после закалки от1230 С и 3-х кратного отпуска при 560 С 64-66 63-66 Кратность по ННС = 58, С 640 630 Прочность на изгиб, кгс/мм Х Ударная вязкость, кгм/см 3 Плотность, г/см360 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 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 55Заказ 8275/14 Тираж 852 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент, 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 поизвестному и описанному способам,приведены в таблице. сталей, включающий загрузку порошкав контейнер, нагрев до 1050-1150 Си деформацию до аданного размера,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительностипроцесса и снижения себестоимостипродукции, деформацию осуществляютпутем прокатки в калибрах с суммарной вытяжкой 7-625 при единичных вытяжках 1,4-1,8 в первых четырехшести проходах, а затем до заданного размера, при о.ношении диаметраконтейнера к диаметру валков 0,02-0,3 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР 9 621308, кл. В 22 Р 3/12, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР М 417246, кл. В 22 Р 3/20, 1972.