Инструментальная сталь

(51)М. Кл,С 22 С 38/24 Государственный комитет го делам нзобретеннй н открытийьныи явител 54) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ етение относится к металлурастности к износостойкимам, и может быть использован Изо ии, в атери ельзготовления высокопроизводидереворежущего инструмента,щего с высокими скоростями для ра- резано ботания иокой вия ре а О, 7-1,43,5-7 3-5,50,9-3005-0,1До 0,5Остальное ХромВанадийКальцийКремний уменстро Же и большими подачами.Известна сталь Р 6 М 5, наиболеероко применяемая для изготовленитяжело нагруженного дереворежущеинструмента 111,Однако применение стали Р 6 М 5дереворежущего инструмента эконочески не оправдано вследствие,выстоимости и дефицитности входящиее состав легирующих элементов,бенно вольфрама, Кроме того, услработы дереворежущего инструментко отличаются от условий эксплуации металлообрабатывающего инстрта, для которого и разработаны брежущие стали. Так,. дереворежущиинструмент работает при высокихростях вращения (до 6000 об/мин) с большими подачами (до 100 м/мин). Прерывистый характер резания приводит к возникновению значительных динамических нагрузок и вибраций. Поэтому для дереворежущего инструмента первостепенное значение имеют такие механи ческие характеристики, как прочность и ударная вязкость. Но вместе с тем по сравнению с быстрорежущими сталями допускается более низкая вторичная твердость (НВС 56-60) и более низкая теплостойкость (после нагрева при 620 С в течение 4 ч должна сохраняться твердость не менее 54 НВС).Наиболее близкой к предлагаемой является инструментальная сталь (2, содержащая вес.3:УглеродМолибден885326 Недостатком стали являются низкаяшлифуемость и стойкость инструментав специфических условиях эксплуатациипри высоких скоростях резания и больших подачах.Цель изобретения - повышение шлифуемости и стойкости инструмента.Поставленная цель достигается тем,что инструментальная сталь, содержащая железо, углерод, хром, молибден,ванадий, кремний, дополнительно содержит церий при следующем соотношении компонентов, вес.l:Углерод 0,5-0,9Хром 3,8-5,5Молибден 2,5-3,0Ванадий 1,8-3,3Кремний 0,8-1, 2Церий 0,08-0,15Железо ОстальноеОтношение содержания углерода к содержанию ванадия составляет 0,25-0,3,Кремний, растворяясь в твердомрастворе и в карбидной фазе, повышаетвторичную твердость стали, измельчаеткарбидную фазу, увеличивает прочностьстали. Наличие церия в составе сталиповышает ее вязкость и прочность,так как, растворяясь по границам зерен, церий препятствует выделению тамкарбидов, охрупчивающих сталь.Слитки предлагаемой стали выплавляли в открытой индукционной печи,Установлено, что технология проведения ковки и отжига не отличается оттехнологии для быстрорежущих сталей.Все 14 плавок подвергнуты исследованию. В результате изучения физикомеханических свойств опытных плавокопределено оптимальное сочетание легирующих элементов.Из сталей, приведенных в табл.1,изготовляют сменные ножи для сборныхфреэ, размером 60 х 40 хб мм. Параметрыфрез: 0 (диаметр) 180 мм; .В (ширина)60 мм,Е (число ножей)Режимы работы инструмента:Скорость резания Ч,мм/мин 44Скорость подачи материала О, м/мин 20Глубина снимаемогоприпуска Ь, мм 4Средний период стойкости резцовопределяется как количество погонных метров древесины, обработанноеинструментом до переточки, интенсивность выкрашивания й - как количествообломанных зубьев на каждых 100 погонных метрах древесины, интенсивностьизноса Г - как отношение приращениявеличины радиуса затупления на каждых 10 100 погонных метрах древесины.Иэ технологических свойств определяется шлифуемость сталей, котораяоценивается как отношение объема сошлифованного металла к объему изно щенного абразива (ц).Результаты испытания представленыв табл, 2. Из данных таблицы видно, что.шлифуемость предлагаемой стали в 1,4 и201,3 раза лучше, чем у стали Р 6 М 5 иизвестной соответственно. Среднийпериод стойкости резцовпредлагаемой стали в 1,6 раза выше, чем устали Р 6 М 5 и в 1,9 раза выше, чем у25известной, интенсивность износа в1,5 раза меньше,чем у стали РбМ 5,и в два раза меньше, чем у известнойи интенсивность выкрашивания М болеечем в два раза (в 2,3 раза) меньше30чему стали РбМ 5 и в 2,8 раза меньше,чем у известной,Особенностью предлагаемой сталиявляется то, что после закалки в ней 35 сохраняется небольшое количество остаточного аустенита (10-193) и для его полного разложения достаточно провести (1-2)-кратный отпуск вместо (2-3) - кратного для стали РбМ 5,40 Сталь характеризуется высокой горячей пластичностью вследствие того, что в литом состоянии она имеет мелкозернистое строение с тонкой и местами разорванной карбидной сеткой, которая легко разрушается при ковке, прокатке и других видах горячей механическойобработки. 50В отожженном состоянии сталь имееттвердость, равную 200-220 НВ и хорошообрабатывается резанием.- с о х с с.з о фо1 1 1 1 Е 1ЕЕ лООакхЕоО О Е Ь Охоа 1Щ сс - ИСч щг сосчм с О Э 1 - вле с с - о О1 Х 1с 1111 11 1 л а ОКОО ССО КО ;, х а хМ о о Х Е л1ц Ю СЧ .ФЮ Ю -3. Ю Ю 1 ССО м 1 1 Х 1 1 У 1 ЭСОо ае ао С: СЕ: 5 1-ОЕС айте-е с АО хЕ л а 1 э осэ ф О: Е х:885326 Т абли ца Ря мкм/100 мСодержание легирующих элементов,о пог.м. й,шт/100 м Сталь1 31 С 51 Мо Сг Ч И Се Са Р 6 М 5 0,88 0,35 5,2 4 3 19 5,9 -- 850 0,25 3,4 1,00 Известная 085 0 35 35 38 30 5,5 1,08 0 1 715 0 33 Предлагаемая 0,85 0,8 3,0 3,8 3,0 - 0,15 - 1360 0,11 1,41 2,2 формула изобретения 0,5-0,93,8-5)5 2,5-3,0 УглеродХромМолибден Составитель Л, СуязоваТехред М.Рейвес Корректор С. шекмар Редактор В. Петраш Заказ 10454/37 Тираж 684 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Инструментальная сталь, содержащая железо, углерод, хром, молибден, ванадий, кремний, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения шлифуемости и стойкости инструмента, она дополнительно содержит церий при следующем соотношении компонентов, вес.4: Ванадий 1,8-3, 3Коемний 0,8-1, 2Церий 0,08-0,15Железо Остальное2. Сталь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отношение содержания углерода к содержанию ванадиясоставляет 0,25-0,3Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сталь Р 6 М 5, ГОСТ 19265-73,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке йф 2738963,кл. С 22 С 38/24,21,0379