Инструментальная сталь

4г г0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 111767228 Союз Советских Социалистических Республик.с присоединением заявки Йо(51)М. Кл. С 22 С 38/12 Государственный комитет СССР но деяам изобретений и открытий(54) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ 0,55-0,7 100,2 -0,60,3 -0,73,4 - ,3,80,8 -1,20,35"0,45 15О, 08-0, 25Остальное 1). 1Изобретение относится к области металлургии, а именно к инструментальным сталям, и может быть использовано при выплавке стали для державок резцов, корпусов и хвостовиков режущего инструмента, применяемых при обработке резанием высокопрочных сталей.Известна сталь, имеющая химический Состав, вес.%УглеродКремнийМарганецНикельХромМолибденВанадийЖелезо Недостатком этой стали является невозможность термической обработки 2 ее на предел текучестй более 150 кгс/мм , что не обеспечивает работоспособности державок резцов при механической обработке высокопрочных, сталей. 25Известна .сталь, имеющая химический состав вес. ЪУглерод 0,58-0,66 Кремний 0,1 -0,25Марганец 0,1 .-0,25 Хром 0,3 -0,5Ванадий 0,08-0,16Никель1,6 -2,4Церий 0,0005"0,001Сера Не более 0,015Фосфор Не более 0,015Железо Остальное 12.Эта сталь обеспечивает предел текучести 180 кгс/мм, что также недостаточно для обеспечения работоспособности инструмента при механической обработке высокопрочных сталей с пределом текучести 180 кгс/ммНаиболее близка к пределагаемой по технической сущности и достигае;мому эффекту инструментальная сталь, содержащая, вес.%Углерод 0,58-0,66Кремний 0;1 -0,25Марганец 0,1 -0,25Хром 0,3 -0,5Ванадий 0,08-0,16Никель 2,5 -4,0Церий 0,0005-0,001Сера Не более 0,015Фосфор Не более 0,015Железо Остальное 131Эта сталь после закалки от 810 оС и отпуска при 180 оС меет предел прочности 220:270 кгс/ья , предел текучес;767228 Таблица 1 Компоненты, вес. Мп 5 Сг М Мо Ч Се Са Сталь С Предлагаемая1 0,005 Осталь 5,25 0,40 0,58 0,25 0,10 ное 0,60 0,18 0,516,00 0,10 То же 0,1 О,бб 0,10 . 0,17 0,012 4,80 0,48 5)60 0)11 4 0,05 0)72 0,10 0,55 0,75 0,10 0;23 5,00 0,70 0,021 Из- вестная 0,60 0,10 0,11 0 45 3,05 0 11 0,0008,ти 150-180 кгс/м и ударную вязкость 4,2-4,8 кгс м/смНедостатком стали является невозможность получения предела текучести более 180 кгс/мм) необходимого длябеспечения работоспособности держаок при механической обработке высо.копрочных сталей с пределом текучести более 180 кгс/ммЦель изобретения - првышение предела текучести стали.Достигается это тем, что сталь) содержащая углерод, никель, кремний, марганец и железо дополнительно содержит молибден и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.Углерод 0)58-0)75 15Никель 4,8 -6,0Кремний0,10-0,55Марганец 0,10-0,25Молибден 0,10-0,70Кальций 0,005-0,120Железо Остальное.Введение в предлагаемую сталь кальция в пределах 0,005-0,1 споспобствует устранению неоднородности химического состава в пределах зерна, образованию более металлического характера межзеренных границ, вытесняет с границ зерен вредные примеси и затрудняет выделение карбидов в процессе термической обработки. Это позволяет добиться высокого сопротивления малым пластическим деформациям,Изготовление державок и образцовИ .для определения механических свойств проводилось иа деформированного металла, Ковка заготовок проводилусь в,интервале температур 1100-800 С д охлаждением в нагретой печи при 0 600-650 фС в течение 16 ч, далее на воздухе, Образцы в державки подверзатрудняет разупрочнение в процессе отпуска закаленной стали и способствует сохранению на достаточном уровне пластических свойств.При введении в предлагаемую сталь более 0,7 молибдена его положительное воздействие на повышение предела текучести стали и снижение чувствительности к концентраторам напряжений не проявляется. Поэтому верхний предел содержания молибдена следует ограничить 0,7.Предлагаемая сталь в указанных пределах содержания легирующих элементов обеспечивает следующие механические свойства; предел текучести 210- 230 кгс/мм; предел прочности 248- 275 кгс/мм; относительное удлинение 6,5-10; относительное сужение 20- 35.Указанные механические свойства, что подтверждается результатами опробования работы державок изготовленных из опытных плавок, обеспечивают работоспособность инструмента при механической обработке высокопрочных сталей с пределом текучести более 180 кгс/мм на более высоком уровне, чем известная сталь. Выплавка проводилась в 500-килограммовой индукционной печи с последующей разливкой на слитки развесом по 250 кг.Химический состав опытных плавок представлен в табл. 1. гались закалке в масле от 810 С иоотпуску при 180-200 С. Механические свойства металла, определенные по ГОСТ 1497-73, представлены в табл. 2, а результаты опытной проверки работоспособности державок расточных резцов приведены в табл.З.200 0,05 300 0,05 05 5 400 0 500 0 2 32 0 0,05 езультаты сравнительных ержавок расточных резцоэльбором - Р 0,15 6, 0,3- 13 выкра- шива- ние 0,5 выкрашиванне0,55 выкраюиванне Вибрации,конусностьна дли 100 мм0,15 мма =4020.мкм Вибра. ции, конусность на длине 100 мм 0,20 мм а : 40- -20 мкм,О Конус ность длине 100 мм0,1 Шр то Яг 0 Обрабатываемый материал: стальЯЯС щ,55"56.о, оГеометрия резцов:= -5 ; Ж = 10Р 30для сравнительных испытаний былиизготовлены державки расточных резцов диаметром 15 мм и длиной рабочейчасти 100 мм с механическим креплением эльбора - Р. Державки изготавливались из предлагаемой стали с Ът ),Ъ 210 кгс/мм и из известной стали, 45принятой в качестве прототипа,Испытание резцов проводилось прирастачивании отверстий диаметром 1820 мм и длиной 100 мм в высокопрочной стали с пределом текучести 304= 50180 - 190 кгс/мм,. НЯС 55 - 56,Режим растачивания: Ч = 32 м/мин,= 0,03 - 0,245 мм/об., й = 0,05 мм,Работа без охлаждения,Результаты испытаний показали,что резцы, изготовленнце из известной,стали работают с вибрациями, что приводит к выкрашиванию режущих кромок, резцов и их низкой стойкости Т , 15 мин.Обрабатываемые ими Отверстия имеютконусность до 0,20 мм на 100 мм длины, что вызвано-отжимом державки изза недостаточного сопротивления малымпластическим деформациям (низкий предел текучести). Это приводит к наличию остаточных. деформаций державок. роховатость поверхности при изговлении державок из известной стали40 - 20 мкм по ГОСТ 2789-73.Резцы, изготовленные из предлагаемой стали, работают беэ вибрации, ихстойкость составляет 16-30 мин , конусность до 0,05 мм на 100 мм длины,а шероховатость поверхности Я8 - 5 мкм. по ГОСТ 2789"73. Испытания показали, что резцы, у которыхдержавки изготовлены из предлагаемойстали, сохраняют работоспособность безвибраций дри подаче до 0,245 мм/об,Положительный эффект от использования предлагаемой стали заключается втом, что улучшается качество механической обработки хруднообрабатываемыхвысокопрочных сталей и увеличиваетсяпроизводительность при механическойобработке.Экономический эффект при механической обработке высокопрочной сталис твердостью НВ 6 = 55 - 56 при использовании державки из новой сталисоставляет 2488,45 руб,Произвбдительность труда станочника возрастает в 2 раза эа счет соращения машинного времени (увеличеие подачи с= 0,03 до 0,0 б.мм/об.при растачивании) и повышения стойкос"Заказ 7142/25 Тираж 694 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж, Раушская иаб, д. 4 5Подписное Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретенияИнструментальная сталь, содержащая углерод, никель, кремний, марга-нец и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения пре дела текучести, она дополнительно содержит молибден и кальций, при следующем соотношении комонентов, вес.ЪУглерод 0,58-0,75 Никель 4,8 -6,0 Кремний 0,10-0,55 Иарганец 0,10-0,25 Источники информации,прйнятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 1213622,кл. 40 в 39/20, 1964.2. Авторское свидетельство СССРР 392138, кл. С 22 С 38/46, 1971.3. Авторское свидетельство СССР9 382741, кл. С 22 С 38/46, 1971,