Способ получения спеченной инструментальной стали

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 230480 (21) 2914007/22-02 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет С 22 С 33/02В 22 Г 1/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 762.224 (088 8) Дата опублийования описания 23.1181 Ю.В. Шахназаров, Ю.Л. Сапожников; Е.Д. Орлов, Ф.Д. НемеИИтк В.Л. Гиршов и Ю.Н. Сигачев(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙСТАЛИ Изобретение относится к порошко- вой металлургии, в частности к получению спеченных инструментальных сталей.Известен способ получения спеченной инструментальной стали, включающий выплавку и грануляцию сплавов- полуфабрикатов, их смешение и термомеханическую обработку смеси.Химические соединения, входящие в состав стали (карбиды, бориды, нитриды, окислы и т.д.) готовят индивидуально. Такие соединения в порошке имеют поверхность раздела, покрытую технологическими примесями, вносимыми при .синтезе,помоле .и других операциях. Сами частицы имеют величину 50-350 мкм, что затрудняет диффузионные процессы при спекании 1(. К недостаткам известного способа относятся низкие механические свойства получаемой стали, нетехнологичность и высокая стоимость процесса, обусловленная высокой стоимостью входящих в состав стали компонентов (боридов, карбидов, нитридов и др. соединений):Цель изобретения - повышение механических свойств стали, улучшение технологичности и снижение стоимостистали.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения спаенной инструментальной стали, включающему плавление сплавов-полуфабрикатона основе железа, распыление расплава, грануляцию полученных порошков,их смешение и термическую или термомеханическую обработку смеси, выплавляют два сплава на железной основе,один из которых содержит химическиактивные элементы У и У групп периодической системыэлементов, а вто 15 рой - углерод. и остальные элементы,соответствующие химическому составустали,Сплавы-полуфабрикаты представляют собой сплавы на .основе железа,20 которые выплавляют раздельно, приэтом один сплав выплавляют с минимально возможным содержанием углеро.и в него вводят химически активныеО-элементы 1 Ч и Ч групп периодической системы элементов (титан, цирконий, гафний, ниобий). Остальные элементы, входящие в состав стали, втом числе остальное количество углерода, вводят в другой сплав-полуфаб 30 рикат на железной основе.Полученные расплавы раздельно распыляют,гранулируют,смешивают и подвергают термической или термомеханической обработке.П р и м е р 1, Необходимо получить сплав следующего химического состава, вес.Ъ:Углерод 1,05Кобальт 5,6Молибден 5,2Титан 3Вольфрам 5,9Ванадий 3,4Никель 0,6Хром 37Железо Остальное При проведении плавки традиционным способом весь углерод связывается титаном. При этом на долю остальных карбидообразующих элементов остается всего 025 углерода и сплав не имеет требуемых свойств (низкая твердость, незакаливаемость), Ставится задача получить сплав, где титан не связан с углеродом, а входит в состав твердого р-створа железной матрицы. Для этой цели выплавляют два сплава-полуфабриката: один с пониженным содержанием углерода (менее 0,06 вес.Ъ) в котором растворяется титан, никель и кобальт, другой железосодержащий сплав выплавляют с повышенным содержанием углерода (около 1 вес.Ъ) в котором растворяются остальные легирующие компоненты.Высокоуглеродистые и низкоуглеродистые стали распыляют в порошок на установках газового распыления раздельно. После смешивания полученных порошков высокоуглеродистых и низко- углеродистых полуфабрикатов порошков в различных пропорциях смесь помеща-. ют в стальной герметизированный цилиндр и подвергают горячей экструзии при 1150 С.П р и м е р 2. Необходимо получить сплав следующего химического состава,вес.Ъ:Углерод 0,95Молибден 5,6Вольфрам 6,2Ванадий 2,96 Титан 2,3Бор 1Хром 3,2Железо ОстальноеВ данном случае ставится задачасвязать титан с бором, а углерод состальными карбидообразующими элементами. При выплавке по обычной технологии титан связывает углерод, непозволяя получить сплав с заданнымисвойствами, Чтобы этого избежать изготавливают два полуфабриката по способу, описанному в примере 1, - полуфабрикат где расплавлены в железнойоснове бор и титан и второй полуфабрикат на железной основе, содержа щий остальные элементы. Последняяпереработка полуфабриката, аналогична примеру 1.Применение предлагаемого способаизготовления стали улучшает техноло гичность стали, так как полученныеэтим способом материалы можно подвергать любой термомеханической обработке, а дополнительное упрочнениестали за счет образования новых мелкодисперсных высокотвердых фаз повышает стойкость инструмента в 1,54 раза (сравнительно со стальюР 6 М 5). В таблице приведены сравнитель- ЗО ные свойства спеченной инструментальной стали, полученной по известномуи предлагаемому способу.Предлагаемый способ является также более экономичным, так как не тре бует применения дорогостоящего сырья.Например, при получении сплавов,содержащих карбид титана, вводят титан и графит - стоимостью 3 руб/кги 0,02 руб/кг, соответственно.4 При введении карбида титана согласно известному способу стоимостьмонокарбида титана составляет90 руб/кг. СТоимость диборида титана - 290 руб/кг, против 10 руб/кгстоимости ферробора.Таким образом, предлагаемый способ является более технологичным и нетребует применения дорогостоящих ма"териалов.оа ее 2 ящх е й х 3 соха ао алххххх 11 1н ххо е е хощ нщо о еех евое щщх оао оцц а а О (О о в Ю 01 с с с с о т О м а СЧ а 01 а г 131 1 3 Е О Е9 аоеиюй соо ао ещ о,о Х" ХО 9 ио- о а ц 2 хх хен н щхцхюо е це е хе цпййе 5 ц ае н щ вухо а х цв ни883186 Формула изобретения Составитель Н. ТуминРедактор Т,Киселева Техред Т.Иаточка Корректор О. Билакч Эакаэ 10127/38 Тираж 684 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий.Способ получения спеченной инструментальной стали, включакщий плавление сплавов-полуфабрикатов на основе железа, распыление расплава, грануляцию полученных порошков, их смешение и термическую или термомеханическую обработку смеси, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механических свойств стали, улучшения технологичности и снижения стоимости,выплавляют два сплава на железной основе, один из которых содержит химически активные д-элементы Ч и Угрупп периодической системы элементов,а второй - углерод и остальные элементы, соответствующие химическомусоставу стали.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дзиеладзе Ж.М. Порошковая металлургия сталей и сплавов. М., "Металлургия", 1978, с. 12 и 13.