Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущей стали

льст /12,видетелВ 22 Г тв 20 СПОСОБ ИЗГОТОВЛХ ПРУТКОВ ИЗ ПОЕЙ СТАЛИ НИЯ ДЕФОРМИРОИКОВ БЫСТРОВАНН РЕЖУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторскоебюро Института металлургииим. А.А.Байкова и Институт металлургии им. А.А.Байкова(57) Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения прутков из распыленных порошков быстрорежущих сталей. Целью изобретения является расширение технологических возможностейспособа, В способе изготовления деформированных прутков из порошковбыстрорежущей стали загружают порошок в контейнер, герметизируют, нагревают до 1050-1150 С экструдируютс вытяжкой 1,2-2,0, затем ведут прокатку с вытяжкой 6-10, причем произведение вытяжек при экструзии и прокатке должно быть не менее 12, а затем осуществляют окончательную прокатку. Предлагаемый способ позволяетувеличить площадь исходной заготовкив 3,3-6,5 раз и производительностьэкструзии в 3,3-6,5 раз. 3 табл.66 13625Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения методами прессования и прокатки прутков из рас 5пыпенных порошков быстрорежущих сталей.Целью изобретения является расширение технологических возможностейспособа, а именно увеличение максимально возможного сечения исходногоконтейнера с порошком.Сущность изобретения заключаетсяв том, что производится перераспределение уплотняющей порошок деформации для обеспечения более высокогокачества получаемых иэделий применьших затратах ресурсов,Нижний предел вытяжки при экструзии, равный 1,2, определяется возможностью успешной прокатки в калибрах. При прокатке заготовок, проэкструдированных с вытяжкой менее 1,2,происходит отслоение оболочки в местах разъема калибров и образование 25заусенцев, которые при последующейпрокатке образуют закаты и другиевиды прокатных дефектов вплоть доразрушения заготовки.Верхний предел вытяжки при экструзии, равный 2,0, определяется минимальными значениями усилия прессования, необходимыми для полного уплотнения порошкового материала. Увеличение вытяжки выше 2,0 приводит кувеличению усилия экструдирования безувеличения плотности порошкового материала. Увеличение усилия экструдирования снижает максимально допустимое сечение исходного контейнера. 40Последующая доуплотняющая прокатка экструдированных с вытяжкой впределах 1,2-2,0 заготовок необходимадля доуплотнения порошкового материа-.ла и получения качественных прутков,имеющих заданный уровень Физико-механических свойств, и проводится свытяжкой 6,0-10,0.Нижний предел вытяжки при доуплотнении прокаткой, равный 6,0, опреде 50ляется возможностью получения качественных прутков из заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 2,0. Прокатка в калибрах с вытяжкой менее 6,0 непозволяет получить качественные прутки из заготовок, проэкструдированныхс вытяжкой 2,0.Верхний предел вытяжки при доуплотнении прокаткой, равный 10,0, определяется возможностью доуплотнения порошковых заготовок, проэкструдированных с вытяжкой не менее 1,2, и получения из них качественных прутков. При прокатке с вытяжкой более 10,0 не происходит дальнейшей консолидации порошкового материала, поскольку он уже достиг максимальной плотности и полной компактности.Вытяжка при прокатке внутри диапазона 6,0-.10,0 выбирается таким образом, чтобы произведение вытяжки при экструзии и вытяжки при прокатке было не менее 12, и определяется возможностью получения качественных прутков иэ порошков быстрорежущих сталей, В том случае, если произведение вытяжки при экструзии и прокатке составляет менее 12,0, не удается получить качественные прутки из порошков быстрорежущих сталей.Дальнейшее деформирование компактного порошкового прутка до заданного размера ведут прокаткой в калиб" рах.П р и м е р 1. Порошок стали 10 Р 6 М 5 с относительной плотностью засыпки 0,67-0,70 засыпают в 4 контейнера из стали Ст.З диаметром 100 мм, длиной 220 мм и толщиной стенки 3 мм,.герметизируют, нагревают до 1150 С и экструдируют с различной вытяжкой на прутки диаметром 95, 91, 83 и 70 мм на прессе с максимальным усилием прессования 600 т, После прессования определяют плотность:порошкового материала.В табл.1 представлены Физико-механические свойства образцов. Полученные заготовки прокатывают с обжимной клети стана "300" с диаметром валков 560 мм на пруток квадратного сечения Збх 36 мм, а далее в валках. диаметром 300 мм на пруток диаметром 20 мм. Образец, проэкструдированный с вытяжкой менее 1,21 разрушается при прокатке во втором калибре. Остальные заготовки прокатываются до заданного размера. Плотность порошкового материала после прокатки 1,00,П р и м е р 2. Порошок стали 10 Р 6 М 5 засыпают в 5 контейнеров из Ст.З размерами100 х 220 мм с толщиной стенки 3 мм, герметизируют, нагревают до 1150 С и экструдируют с различными вытяжками. ПолученныеОбразец, И 23 1,45 2,0 1,21 70 91 83 1,00 0,90 0,97 з13прутки прокатывают в валках диамет-ром 560 мм по калибровке шестигранник-квадрат-овалгквадрат, а затемв валках диаметром 300 мм на пруток20 мм. При экструзии определяютплотность порошкового материала.В табл.2 приведены физико-механические свойства образцов.Контейнер У 5 не удалось проэкструдировать с вытяжкой 6,2 (по прототипу), так как усилие на пресс-штемпеле, необходимое для истечения стакой вытяжкой, превышает максимально допустимое для данного пресса.Сравнение усилия экструзии контейнеров с порошком образцов У 2 - 4 показывает, что увеличение вытяжки с2,0 до 4,0 приводит к увеличениюусилия прессования в 1,8 раза безвыигрыша в плотности порошкового материала после экструзии, Вытяжка2,0 является минимальной вытяжкойэкструзии, при которой достигаетсямаксимальная плотность порошковогоматериала.П р и м е р 3, Порошок сталиР 6 М 5 К 5 засыпают в 3 контейнера размерами 49,5 Х 220 мм, герметизируют,онагревают до 1150 С и экструдируютна прутки диаметром 45, 40 и 35 ммс вытяжкой 1,21; 1,53; 2,0 соответст.венно.Полученные прутки подогревают до1150 С и доуплотняют путем прокаткив калибровке овал-круг с различнойвытяжкой. Из полученных прутков вырезают образцы 5 х 5 х 55 мм для испытаний на ударную вязкость и статическийизгиб, Испытания проводят в закаленном состоянии. Помимо механическихсвойств полученной стали определяюттвердость, красностойкость и карбидную неоднородность,В табл,3 приведены результаты испытаний. Прокатка в калибрах с вытяжФизико-механические свойства Вытяжка при экструзииДиаметр прутка послеэкструзии, ммОтносительная плотностьпорошкового материалапосле экструзии 62566 4кой менее 6 не позволяет получитькачественный материал из заготовок,проэкструдированных с вытяжкой 1,22,0 (табл.3), При прокатке с вытяжкой6,0 возможно получение качественногоматериала из заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 2,0. Для получения качественных прутков из заготовок, 10 проэкструдированных с вытяжкой 1,2,вытяжка при прокатке должна составлять 10,0, Условием получения качественных прутков в диапазоне вытяжкипри экструзии 1,2 - 2,0 и вытяжки 15 при прокатке 6,0-10,0 является ЯэлаО- 12,0. где- вытяжка приэкструзии; Я- вытяжка при прокатке,Прокатка заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 1,2-2,0, с вытяж кой больше 10,0 не дает дальнейшегоповышения свойств прутков.Таким образом, экструзия и прокатка контейнеров со свободно засыпанным порошком быстрорежущей стали с 25 помощью предлагаемых режимных огра-ничений позволяет получить качественные прутки из порошкового материалаи расширить технологические возможности прессового оборудования.30Формула изобретения Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежу- .щей стали, включающий загрузку порошка в контейнер, герметизацию, нагрев до 1050-1150 С и экструзию, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения технологических возмож ностей, после экструзии проводят прокатку, экструзию проводят с вытяжкой1,2-2,0, прокатку ведут сначала свытяжкой 6-10, причем произведениевытяжек при экструзии и прокатке 45 должно быть не менее 12, а затемосуществляют окончательную прокатку,Таблица 11362566 Т а блица 2 Образец, Н 75 66 50 40 70 1,8 4,0 6,2 2,0 2,3 270 360 540 600 300 0,98 Физико-механическиесвойства Диаметр прутка послеэкструзии мм Вытяжка при экструзии Усилие на прессвтемпеле, тс Плотность порошкового материала послеэкструзии 1 2 3 4 5 1,00 1,00 1,00о о л л м м 1 1 оо м м СЧ СЧ о о ло О О О О О о л л о ф О О О О О7 1 1 1 о м м ц цСЧ СЧв О О о оСЧ 1 1 о о н м м 1О О О м о о о О О О 0 0 Ом 1о о о О О О с 1 м м о о о о О О О О О СО О О сч сч м м1 1 1 о о о о о о о о ф о сч счсч м О О О О О О 0 10 О 01 1 1ф ф СО ф СОиъ иЪ ц 1 И б 1 Ф со О О О ф О О О 1 Ф Л 0 0 Ф И Ф Ф С1 1 1 .1 1 11 1 вФ Ф ф ф ф 0 ф ф ф а и 1 ц и 1 и а ц 1 а а ОЭ Ца ОИ С 1 1 1 О 1 ф ф ф ф ф ф ,О,О л цР1 1 1О 0О 0 О 0 К) О 0 О 0 СО ф ф Ф ф ф О сО 0 0 О О 1 1 1 1110 О СЧО 0 О О О О 0 аО Э аб а1 СЧ й Э 1 й С 1 СЧ )9 1 в аФО в С 1 вФ вСЧ О О с" Ф м сч вв СО 0 ъФ м в в ф 0