Способ термической обработки быстрорежущей стали

(9 1 О 9(2 1)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ же способ термообработки орежущей стали, согласно проводят от 1130 - 1150 С, цй отпуск при 400 в 4 Сг Известен та изделий из быст .которому закалк первый и четве ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский автомобильно-дорожныйинститут им. Комсомола Украины и Харьковский велосипедный завод им. Г,И.Петровского( Под ред, АПГуляева - М.: Машиностроение, 1975, с, 167-168,Изобретение относится к термической обработке изделий иэ быстрорежущей стали, преимущественно для тяжелонагруженного инструмента холодного выдавливания, и предназначено для использования в инструментальной, машиностроительной и автомобильной отраслях промышленности,Известен способ упрочнения быстрорежущих сталей, включающий закалку с низким отпуском при 320-380 С в течение 1 ч и двукратным высокотемпературным отпуском при 540-560 С по 1 ч.Недостатком способа являются недостаточно высокие прочностные свойства термообработанной бцстрорежущей стали, что снижает эксплуатационную стойкость инструмента.(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЦСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ(57) Использование; изобретение относится к термической обработке бцстрорежущей стали, Сущность способа: быстрорежущую сталь подвергают закалке, затем ведут на грев до 460 - 480 С без выдержки, охлажда ют на воздухе и осуществляют отпуск при 550-560 С. 1 табл.3 ил,по 1 ч, второй и третий отпуск при 560- 5700 С по 1 ч.Недостатком способа является недостаточно высокий предел текучести вследствие пониженной температуры закалки и наличия бейнита в структуре стали, что снижает эксплуатационную стойкость инструмента.Наиболее близким по технической сущности к изобретение является режим термообработки, включающий закалку с температуры 1220+5 С и двукратный отпуск при 555+5 С по 1 ч,К недостаткам способа можно отнести недостаточно высоки прочностные свойства (предел текучести при сжатии 00,2 = 3150 МПа, твердость НВС 65,2 (НВСЭ 66),что снижает эксплуатационную стойкость инструмента, Указанные недостатки обусловлены недостаточно равномерным распределением карбидов М 2 С по объему зерна в процессе отпуска,Целью изобретения является повышеНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ.Указанная цель достигается согласноспособу термической обработки быстрорежущей стали, включающему закалку, нагрев, охлаждение и отпуск при 555+ 5 С,нагрев перед отпуском осуществляют при460-480 С, охлаждение ведут на воздухе.Кроме того, целесообразно нагрев до460-480 ВС осуществлять с выдержкой в течение 1-2 ч,При 460-480 С выделяется карбидМ 2 зСе. Понижение температуры нагрева на70-100 С по сравнению с прототипом приводит к уменьшению путей диффузии и кои. что повышает плотность и однородностьраспределения карбида М 2 эСб в матрице,так как выделение происходит по всему объему зерна. 20При 550-560 С в структуре быстрорежущей стали появляются карбиды типа М 2 С иМС, Сии образуются на уже имеющихсякарбидах М 2 эС 6, изменяя их химический состав, но приобретая такие их свойства. как 25дисперсность и однородность распределения,Наличие в структуре высокодисперснойи равномерно распределенной в матрицекарбидной фазы, которая эффективно тор- ЗОмоэит дислокации, повышает твердость, сопротивление пластической деформации ипрочность быстрорежущей стали.Остаточный аустенит закаленных сталей характеризуется высокой легированностью и низкими температурами начала Мн)и конца (Мк) мвртенситного превращения,При нагреве до 460-480 С в аустените зарождаются карбидные частицы, когерентносвязанйые с матрицей и равномерно в ней 40распределенные. В процессе отпуска при550-560 С эти выделения являются предпочтительными системами образованиякарбидов МС и М 2 С.В процессе йзотермической выдержки 45в течение 1-2 ч после нагрева до 460-480 Состаточный аустенит обедняется углеродоми легирующими элементами, происходитсрыв когерентности и выделение карбидов,точки Мн и М повышаются и после отпуска 50при 550-560 С происходит полное превращениее остаточного аустенита и повышениетвердости стали.В процессе изотермической выдержкибольшинство выделяющихся из мартенсита 55и аустенита карбидов выравниваются похимическому составу и дорастэют до крити"ческого размера, что повышает число возможных центров кристаллизации, а вконечном счете после отпуска при 550560 С - дисперсность и равномерность распределения карбидов М 2 С, МС. т.е. прочность стали,На фиг,1 и 2 изображена схема предлагаемого режима термической обработки быстрорежущей стали; на фиг,З - схема режима термической обработки, описанно-. го в известном способе,По предлагаемому способу в процессе термической обработки быстрорежущей стали целесообразно провести закалку инструмента в масле от температур 1220 + 5 С, затем нагреть до 460-480 С, выдержать 1-2 ч и охладить на воздухе, после чего отпускать при 555 + 5 С в течение 1 ч.Предлагаемый способ может быть реализован при использовании печей-ванн для закалки с ВаС 2) и отпуска (с КНОз) быстро- режущих сталей.Так, например, для осуществления способа иэ быстрорежущей стали Р 6 М 5 химического состава, мас.оь: С 0,80; ЧЧ 6,03; Мо 4,83, Сг 4,37; Ч 2,0, изготовлен пуансон, предназначенный к эксплуатации в процессе холодного выдавливания, с диаметром рабочей поверхности 26 мм.Пуансон подогревают 15 мин при 800 С в печи с защитной атмосферой, затем прогревают до 1220 С в ВаО 2 ванне, выдерживают 3 мин, после чего проводят закалку в масло,Закаленный пуансон помещают в печь- ванну с ККОэ при 470 С, выдерживают 4 мин до полного прогрева и охлаждают на воздухе, Параллельно с охлаждением пуансона до комнатной температуры печь-ванну с КЙОз разогревают до 560 С. Затем туда погружают пуансоны и выдерживают 1 ч, после чего охлаждали на воздухе (фиг,1),На цилиндрических образцах диаметром 10 мм и высотой 15 мм определяют предел текучести при сжатии и твердость которые после указанной термообработки составляют 3300 МПа и 66,5 НВСэ соответственно;Для осуществления способа термической обработки закалку пуансона проводят в аналогичных условиях, после нагрева до 470 С (4 мин) делают изотермическую выдержку 1 ч, затем пуансон охлаждают на воздухе.Условия проведения последующего отпуска при 560 С аналогичны описанному, Предел текучести при сжатии стали Р 6 М 5 и твердость после термообработки составляют 3350 МПа и 67 НЯМ соответственно,Результаты испытаний даны в таблице(температура закалки пуансоновиз стали С),1749268 Из таблицы видно, что наиболее высокиезначения твердости и предела текучести при,сжатии стали Р 6 М 5 получаются при дополнительном нагреве 460-480"С и продолжительности изотермической выдержки 1-2 ч. 5В результате использования предлагаемого способа предел текучести при сжатиидостиг 3300 МПа, твердость 67 НИСА, Повышение прочностных свойств приводит к повышению эксплуатационной стойкости 10инструмента.Изобретение в сравнении с прототипомобеспечивает повышение предела текучести быстрорежущей стали Р 6 М 5 на 6 О (от3150 до 3350 МПа), твердости на 2 (от 66 15до 67 НВСэ). Повышается эксплуатационнаястойкость инструмента, например пуансонов холодного выдавливания из сталиР 6 М 5, предназначенных для штамповкивтулок из стали 15 Х, в 1,5-2 раза вследствие 20повышения прочностных свойств,6Изобретение представляет большой интерес для народного хозяйства. так как позволяет за счет повышения эксплуатационной стойкости инструмента сократить расход дорогостоящей и дефицитной быстрорежущей стали, не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды. Формула изобретения1. Способ термической обработки быстрорежущей стали, включающий закалку, нагрев, охлаждение и отпуск при 555 + 5 ОС, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочностных свойств, нагрев перед отпуском осуществляют до 460 - 480 С, охлаждение ведут на воздухе. 2. Способ по п 1, отл ич ею щий с ятем, нагрев до 460-480 ОС осуществляют свыдержкой в течение 1 - 2 ч.