Способ изготовления прутков из порошков быстрорежущих сталей

(19) (1 И 4 В 22 У 3/18, 3/О Е ИЗОБРЕ гладких с обжатиями на каждом проходе, необходимыми для выпрямлениябоковых граней, после чего прокаткудо заданного размера ведут в калибрах. 2,ю щи тости с(о = на се выбир 3,ю щиСпособ по й с я тем боковых гра /д, где цчения; 3ают в преде Способ по йс я тем о тли ч- наименьшая шириагональ сеченияах 0,54-0,58.1, отлич а то обжатия на кажм проходе опря1 - На ляю з соот КЬ,Н(где Е = 1 - 1,7 (1Б = 3,4 +.1 И,6 +Н - размер стороньготовки;Н - размер сторонь8ле первого про4. Способ по и, 1,ю щ и й с я тем, чтоисходной заготовки Нтающему диаметру валконошения Г 2);6,9/,ходнои зазаготоода,о т л размер стороньвыбирают по кв О из соот( -с 7 (1- сД 11,28 (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Авторское свидетельство СССР У 908531, кл. В 22 Р 3/18, 1980.Авторское свидетельство СССР И 969457, кл. В 22 Р 3/00, 1980. (54)(57) 1, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТг КОВ ИЗ ПОРОШКОВ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ, включающий засыпку порошка в оболочку, ее герметизацию, подачу полученной заготовки в валки и последующую горячую прокатку, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа, засыпку порошка осуществляют в двояковогнутую оболочку квадратного сечения, заготовку располагают в валках двояковогнутыми гранями в вертикальной плоскости, а горячую деФормацию ведут на квадорат с кантовкой на 90 в два прохода, причем первый проход осуществляют на выпуклых валках, а второй - на что величину вогну"ней оболочки1 1201057Изобретение относится к порошковой м металлургии, в частности к производ- и ству прутков из порошков быстрорежу- р щих сталей. Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа.Для осуществления изобретения двояковогнутую оболочку, засыпанную порошком и герметизированную (заготовку), задают в валки так, чтобы ее вогнутые грани располагались в вертикальной плоскости (являлись боковыми), и прокатывают на квадратос кантовкой на 90 в два прохода, первый из которых проводят на выпуклых, а второй - на гладких валках, с единичными обжатиями, необходимыми для выпрямления боковых стенок, после чего прокатку ведут до заданного размера в калибрах.Использование двояковогнутой квадратной порошковой заготовки расположение ее так, чтобы вогнутые грани являлись боковыми, и выбор обжатий из условия выпрямления стенок позволяет избежать в процессе компактирования прокаткой образования выпуклых внеконтактных областей, приводящих к возникновению растягивающих напряжений и неизбежному разрыхлению и разрушению металла на стадии консолидации порошка. Одновременно наличие прямых боковых стенок упрощает вопросы удержания заготовки после кантовки,Применение в первом проходе выпуклых валков приводит к образованию вогнутых контактных поверхностей заготовки, Последующая кантовка заготовки условии выпрямления стенок во втором проходе устраняет наличие внеконтактных зон деформации, решает вопросы удержания заготовки на рольганге и обеспечивает прорабатываемость порошка в двух направлениях сечения.Во втором проходе применяются гладкие валики для получения квадратного сечения прокатанной заготовки, что необходимо для успешного проведения последующей прокатки в калибрах.Указанные мероприятия позволяют осуществить прокатку порошковой заготовки беэ бокового подпора (на гладкой бочке или в ящичных калибрах), расширить технологические воз ожности, способа за счет увеличениясходных и прокатанных сечений поошковых заготовок и полуфабрикатов,5 Дополнительные ограничительныепараметры способа конкретизируютусловия деформирования порошковойзаготовки.Величину вогнутости боковых гра.ней исходной заготовки С = й /с 1(д - наименьшая ширина сечения,3 - его диагональ) выбирают в пре"делах 0,54-0,58. Размер стороны исходной заготовки (Н 1) выбирают по катающему диаметру валков (0) из соотношения(1 - с ГТ)Н с1,28 1-0,7(1-СЛ)1Указанные соотношения определяются условием ограничения деформациистадией выпрямления стенок, экспериментально установленными для порошковых заготовок с неспеченным порошком 25, особенностей уширения(6 В = ЮН,где А В - абсолютное уширение ЬНсрабсолютное обжатие, подсчитанное методом соответственной полосы) и проработки по высоте сечения (О/Н . = ЗО = 0,8, где с, - длина дуги контакта,а также реально приемлемыми значениями углов захвата заготовок и их абсолютными размерами.При с ( 0,54 максимально допустиЗ 5 мый размер стороны исходного сечения заготовки и связанные с ним значения абсолютной деФормации (ЬН )сри угла захвата (Ж) становятся стольвелики ( К ) 2 б ), что затрудняется 40 задача полосы в валки.При с ) 0,58 величина деформации,необходимая для выпрямления боковыхстенок, становится незначительной икомпактирование порошковой массы в 45 первыс проходах не происходит.Выражение для подсчета размерастороны сечения в зависимости от величины вогнутости (с) и катающегодиаметра ( Э) дает возможность найти 50 максимальный размер сечения порошковой заготовки. В случае необходимости размер стороны может быть умень",ен до 100 мм, после чего становитя предпочтительной прокатка в вы тяжных калибрахВогнутость контактньпс поверхностей заготовки после первого проходав зависимости от вогнутости боковых5и стенок исходной заготовки определяют из соотношенияГ = 2,9 Е 1 (1-0,01 КЬ )/Ь, где 1 с = 1-1,7 (1- с.47);ь 1,4 Т,6 26,97 Ы а максимальную высоту боковой гран после первого прохода (Н ) - из2 соотношенияЕ 1 = 0,1 НКЬ,Величйну вогнутости контактных поверхностей и максимальный размер высоты боковых граней заготовки после первого прохода определяют на основании условия выпрямления боко вых граней при прокатке на гладкой бочке во втором проходе, необходимости формирования квадратного сечения с прямыми гранями в результате двух проходов, а также наличия экспериментально установленной зависимости между обжатием и уширением порошковьм заготовок после небольшой предварительной деформации в виде1 э 7 В 4 Нср.В совокупности указанные допол-нительные мероприятия позволяют при известном диаметре валков, выбрав величину вогнутости боковых граней заготовки, определить технологические параметры деформации, обеспечив эффективное компактирование порошкового материала в ящичных калибрах и обжимных валках блюмингов. Одновременно в результате обжатия в двух проходах эффективно уменьшается сечение заготовки, т.е. возможна ,ее последующая прокатка в калибрах.П р и м е р 1. Засыпанную распыленным порошком стали ОР 6 И 5 и герметизированную квадратную двояко- вогнутую заготовку с размером стороны Н 1 = 230 мм нагревают до 1150 С и прокатывают в валках 3 = 950 мм на квадрат в два прохода, причем первый проход проводят на выпуклой, а второй - на .гладкой бочке, В первом проходе заготовку располагают так, чтобы вогнутые стенки являлись боковыми, а перед вторым проходом производят кантовку на 90 . Величио ну обжатия в обоих проходах выбирают из условия выпрямления боковых, граней. Наименьшая ширина заготовки в первом проходе с 1 = 180 мм, ко" эффициент вогнутости боковых сте нок С = а/3 = 0,55; стрела прогиба контактных поверхностей заготовки 18,0 мм. Параметры деформации заготовкиприведены в табл. 1 Полученную таким образом заготовку154 мм докатывают на размер ф 70 мм на стане 550 сначала вящичных, а затем - в вытяжных калибрах. На образцах, вырезанныхиз прутков ф 70 мм, определяют свой- Оства материала, Установлено полное соответствие свойств требованиям нормативно-технической документации табл. 2).По способу-прототипу прокатку 15 заготовки230 мм провести нельзя, так как не существует калибро-.вок, позволяющих вести прокатку таких сечений в калибрах с единичнымивытяжками 1,4-1,8 в первых четырех - шести проходах, Анализ существующих калибровок показывает, чтомаксимальный размер сечения, который может быть прокатан по способупрототипу, составляет ф 75-80 мм.В соответствии со способом-прототипом засыпанную распыленным порошком стали 10 Р 6 И 5 и герметизированную заготовку ф 75 мм прокатывают настане 300 на 111 17 мм (единичные вы тяжки 1,4-1,8 в первых четырех -шести проходах, суммарная вытяжка25). Полученные в итоге свойстваматериала не превосходят свойствматериала, полученного по предлагаемому способу (табл. 2,Таким образом, предлагаемый способ позволяет проводить первоначаль"ное обжатие заготовок с неспеченнымпорошком путем их прокатки на гладкой бочке с последующей деформациейизвестными способами, т.е. возможно увеличение деформируемого и конечного сечений, упрощается вопросвыбора оптимального маршрута при 45,прокатке в калибрах, появляется воз,можность прокатки в ящичных калибрах.П р и м е р 2, На стане с диаметром валков Э = 950 мм проводят 50 прокатку двояковогнутых квадратныхзаготовок с вогнутостью боковыхграней с в пределах 0,52-0,59. Размер стороны исходной заготовки (Н,)определяют из условия выпрямления боковых стенок в каждом из проходови проработки всего сечения заготовки по высоте ( /Н = 0,8) с учетомэкспериментально установленных заТаблица Эскиз за- готовки Н ммН, мм 230 230 230 54 154 154 180 О, мм3, мм 25,3 18 18 кономерностей уширения порошковых заготовок на разных этапах компактирования.Выведенные соотношения имеют вид 1Н ( Р(1- с 42 )/1,28(1-0,7 хк (1 -с 42 )3Г = 2,9 Н, (1-0,01 1 сЬ )/,С помощью представленных соот - ношений в зависимости от принятых величин вогнутости С определяют размеры деформируемых заготовок (Н, с 1) и стрелу прогиба контактных поверхностей заготовки после первого прохода (табл. 3). Капсулы указанных размеров засыпают порошком стали марки 10 Р 6 М 5,о герметизируют, нагревают до 1150 С и прокатывают в два прохода, первый из которых осуществляют на выпуклых валках, а второй (после кантовки на 90 1 - на гладких. Прокаткуо 1в обоих проходах ведут до выпрямления граней, Полученные квадратные заготовки прокатывают дальше на размер70 мм в калибрах стана 550. В результате проведенной прокатки установлено, что при размере стороны исходного квадрата 280 мм максимапьное обжатие в первом проходе, при котором заготовка еще задается в валки, не приводит к выпрямлению боковых граней, а обжатие, необходимое для выпрямления 1201057 6граней, не достигается из-за слишкомбольшого угла захвата (я, = 27,4 ).Кроме того, максимальные высоты сторон заготовок, прокатанных в первом проходе до выпрямления гранейхсо(Н ), хорошо совпадают с рассчитанными. При последующей прокатке вящичных и вытяжных калибрах стана550 заготовка 0 = 0,59 разрушается10 из-за недостаточной компактности порошковой составляющей вследствие низких обжатий в двух первых проходах(табл. 4),15 Заготовки с вогнутостью 0,54С0,58 после прокатки в два проходапо предлагаемому способу успешнопрокатываются в калибрах стана 550на пруток70 мм. Проверка показыва ет, что полученные прутки по совокуп"ности свойств не уступают свойствампрутков, полученных методом горячего газостатического прессования споследующей ковкой.Таким образом, в предлагаемомспособе по сравнению со способомпрототипом расширены технологическиевозможности - возможна прокаткапрутков диаметром до 70 мм, что неЗ 0 возможно по известному способу. Увеличение размеров деформируемого иконечного сечений прокатываемых изделий и возможность дальнейшей прокатки в калибрах также расширяет тех" З 5 нологические возможности описываемого способа.,Угол захват гр Твердость после термообработки, НС асностойкость, Нк Глубина обезуглероживания, мм Окисные пленки, балл кропоры, балл Ударная вязкост Прочность при изгибМПа Карбидная неоднородность,. балл икаты хрупки, бал льфиды, балл Силикаты пластичныебалл 0,22-0,28 3400-4500 Продолжение табл. В завис мости о иаметра120057 Т аблица Э Величина вогнутости е = О /с) Параметр 0,52 0 8 0,59 Максимальный рази стороны исходного квадрата (Н), мм 75 15 именьшая ширина с 208 80 3чен м иба контакт остей заготрела пов товки после первогпрохода, мм Тб яемые велич ентальное з кс ение максимальнои соты с го пр счетн ьно ысоты се ни да сл ого прох 61,3 154), м Средняя высота зпосле первого пр(Н ) р мм аготовк ода 45 109 реднее относите бжатие в первом ьное ходе едняя высота зред вторым про асср)мм 26 2 товки 21 Средняя выс после второ (Н, ), мм заготовки 4, 127 Среднее относит жатие во втором ное оходе Н 1 с - Нср с29 2 ираж 746 Подписи ВНИИПИ Заказ 7900 илиап ППП "Патент", г.ужгород, ул.Пр я