СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКА БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ Российский патент 1996 года по МПК B22F3/18 

Описание патента на изобретение RU2056972C1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству концевого режущего инструмента типа метчиков, фрез, сверл и т.п.

Известен способ получения заготовок из металлических порошков [1] который включает загрузку порошка в капсулу, отжиг, изостатическое холодное прессование и горячую экструзию.

Недостатком данного способа является низкая производительность, связанная с использованием холодного изостатического прессования и отжига порошка.

Известен способ изготовления изделий из порошковых легированных сталей [2] включающий формирование заготовок из порошка, которое осуществляется горячим обжатием порошка в металлических оболочках, спеканием и последующим деформированием.

Недостатком данного способа является низкая производительность, так как порошок, помещенный в металлическую оболочку, подвергают горячему обжатию в газостате и спеканию.

Известен также способ получения заготовок спеченных быстрорежущих сталей [3] включающий загрузку порошка в контейнер, прессование, вакуумирование, герметизацию, нагрев и последующее горячее изостатическое прессование.

Недостатками данного способа являются низкая производительность, большая трудоемкость, так как способ включает холодное прессование порошка и горячее изостатическое прессование.

Цель изобретения сокращение технологического цикла.

Сущность изобретения заключается в том, что способ предусматривает загрузку порошка в контейнер, его вакуумирование и герметизацию, нагрев, горячую деформацию и последующее удаление материала контейнера с заготовки. Контейнер после нагрева подвергают прокатке-ковке с коэффициентом вытяжки λ= 7-9, после удаления материала контейнера с заготовок их режут на мерные и подвергают экструзии для формирования профильной режущей части инструмента при температуре на 10-60оС ниже температуры фазовых превращений порошковой быстрорежущей стали.

Из просмотренной патентной и научно-технической литературы не известны способы изготовления заготовок режущего инструмента, при реализации которых контейнер с порошком подвергается прокатке-ковке с коэффициентом вытяжки 7-9, а для формирования режущей части инструмента на этих заготовках использовалась экструзия при температуре на 10-60оС ниже температуры фазовых превращений порошковой быстрорежущей стали.

Замена горячего изостатического прессования прокаткой ведет к сокращению технологической цепочки процесса (отпадает необходимость в использовании холодного прессования порошка). Сам процесс прокатки занимает меньше времени по сравнению с горячим изостатическим прессованием, помимо этого использование шаговой прокатки с коэффициентом вытяжки λ 7-9 за проход приводит к увеличению производительности процесса.

Шаговая прокатка в предлагаемом способе с коэффициентом вытяжки меньше 7 приводит к недостаточной проработке центральных слоев уплотняемого материала. Шаговая прокатка с коэффициентом вытяжки более 9 приводит к появлению дефектов в виде трещин. Экструзия при температуpе Т ниже 60оС, где Т температура фазовых превращений, приводит к недогреву заготовки, а следовательно к снижению качества профильной режущей части инструмента.

Экструзия при температуре Т выше 10оС снижает технологические и эксплуатационные свойства порошковой быстрорежущей стали.

На фиг.1 изображен контейнер с порошком; на фиг.2 прокатанная заготовка; на фиг. 3 мерная заготовка после разрезки; на фиг.4 схема горячего выдавливания профильной режущей части инструмента.

Способ осуществляют следующим образом.

В контейнер 1 из малоуглеродистой стали помещают порошок быстрорежущей стали 2. Контейнер 1 подвергают вакуумированию и герметизации. После этого контейнер 1 нагревают до температуры t1 1150оС и подвергают шаговой прокатке с коэффициентом вытяжки 7-9. Полученные заготовки 3 отжигают, а затем удаляют материал контейнера токарной обработкой, после того пруток шлифуют, режут на мерные заготовки 4. Далее заготовку нагревают в индукторе на установке ИЗ-3 100/2,4 до температуры на 10-60оС ниже температуры фазовых превращений и подвергают экструзии для формирования профиля режущей части 5.

П р и м е р 1. В контейнер из малоуглеродистой стали с наружным диаметром d1 32 мм, внутренним диаметром d2 27 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5 газового распыления дисперсностью 315 мкм. Контейнер был подвергнут вакуумированию и герметизации. После этого контейнер нагревался в печи сопротивления СШО-1.1.3/12,5 до температуры t1 1150оС. При этой температуре контейнер выдерживался 30 мин, после чего контейнер подвергался прокатке-ковке на стане ПК-120. В результате прокатки-ковки с коэффициентом вытяжки λ 7 размеры полученной заготовки (фиг.2) были следующими: L 1400 мм, d'1 12,2 мм, d'2 10,8 мм. Полученные заготовки подвергались отжигу при 750оС в течение 3 ч, после чего с них удалялся материал контейнера до диаметра d'2 10,8 и резались на мерные заготовки (фиг.3) длиной l 60 мм. При этом гидростатическим взвешиванием установлено, что плотность заготовки составляет П= 98% Далее заготовка нагревалась в индукторе на установке ИЗ-3-100/2,4 до 765оС (температура фазовых превращений для порошка Р6М5К5 Ас 825оС) и подвергалась горячему выдавливанию (фиг.4) на кривошипном прессе КВ-2132 усилием 1600 Кн, при этом формировался профиль режущей части инструмента в данном случае фрезы D 10 мм.

Гидростатическим взвешиванием установлено, что плотность заготовки после горячего выдавливания П= 100%
В результате прокатки-ковки на стане ПК-120 и горячего выдавливания порошковой быстрорежущей стали Р6М5К5 получены заготовки фрез, которые в дальнейшем подвергались незначительной механической и термической обработке.

П р и м е р 2. В контейнер из малоуглеродистой стали с наружным диаметром d1 30 мм, внутренним диаметром d2 25 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5. Затем производились следующие операции: вакуумирование и герметизация контейнера до температуры t1 1150оС и его прокатка-ковка с коэффициентом вытяжки λ 6 до диаметра d'1 12,2 мм, отжиг, удаление материала и порезка на мерные заготовки, нагрев в индукторе до температуры t2 750оС и горячее выдавливание профильной части инструмента. Гидростатическим взвешиванием заготовки фрезы D 10 мм установлено, что ее плотность П 97% что недостаточно для режущего инструмента, так как он при этом не обладает необходимыми прочностными свойствами.

П р и м е р 3. В контейнер из малоуглеродистой стали с наружным диаметром d1 37 мм, внутренним диаметром d2 32 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5. Далее производились следующие операции: вакуумирование и герметизация контейнера, нагрев контейнера до температуры t1 1150оС и его прокатка-ковка с коэффициентом вытяжки λ= 9 до диаметра d'1 12,2 мм, отжиг, удаление материала контейнера и порезка на мерные, нагрев в индукторе до температуры t2 815оС и горячее выдавливание профильной части инструмента. Плотность полученных заготовок П 100% В дальнейшем заготовки фрез D 10 мм подвергались незначительной механической и термической обработке. П р и м е р 4. В контейнер из малоуглеродистой стали с наружным диаметром d1 39 мм, внутренним диаметром d2 34 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5. Затем производились следующие операции: вакуумирование и герметизация контейнера, нагрев до температуры t1 1150оС и его прокатка-ковка с коэффициентом вытяжки λ= 10 до диаметра d'1 12,2 мм, отжиг, удаление материала контейнера и порезка на мерные заготовки, нагрев в индукторе до температуры t2 830оС и горячее выдавливание профильной части инструмента.

После горячего выдавливания на профильной части имелись трещины.

П р и м е р 5. В контейнер из малоуглеродистой стали наружным диаметром d1 34 мм, внутренним d2 29 мм и высотой h 200 мм помещался порошок быстрорежущей стали Р6М5К5. Затем производились следующие операции: вакуумирование и герметизация контейнера, нагрев контейнера до температуры t1 1150оС и его прокатка-ковка с коэффициентом вытяжки λ= 8 до диаметра d'1 12,2 мм, отжиг, удаление материала контейнера и порезка на мерные заготовки, нагрев в индукторе до температуры t2 790оС и горячее выдавливание профильной части заготовки инструмента. Плотность полученных заготовок составляла П 100% В дальнейшем заготовки фрез D 10 мм подвергались незначительной механической и термической обработке.

Таким образом предлагаемый способ изготовления заготовок режущего инструмента повышает в 2,3 раза производительность, а также качество путем увеличения прочностных характеристик.

Предлагаемый способ найдет применение при производстве режущего инструмента в машиностроительной и других областях производства.

Похожие патенты RU2056972C1

название год авторы номер документа
Способ изготовления биметаллического режущего инструмента 1981
  • Чачин Виктор Николаевич
  • Тихомиров Борис Константинович
  • Кузьмин Евгений Андреевич
  • Елизаров Александр Александрович
  • Челышев Артур Петрович
  • Кантин Владимир Григорьевич
  • Киреев Петр Николаевич
  • Кошиль Владимир Иванович
SU1026965A1
Способ изготовления биметаллических изделий из порошков быстрорежущей стали 1990
  • Поспелов Игорь Алексеевич
  • Скрынченко Юрий Михайлович
  • Нещадим Иван Константинович
  • Яценко Александр Савельевич
  • Шаманов Геннадий Андреевич
  • Клименко Александр Федорович
  • Куратченко Андрей Борисович
  • Поспелова Лариса Ивановна
  • Барков Евгений Николаевич
  • Клюев Александр Константинович
SU1734954A1
Способ изготовления спеченных изделий 1980
  • Скорняков Юрий Николаевич
  • Лиждвой Рудольф Александрович
  • Клименко Александр Федорович
SU865530A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРУТКОВ ИЗ ПОРОШКОВОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ 1991
  • Толкачева Е.П.
  • Краснов А.В.
  • Лузин Ю.Ф.
  • Малов Е.В.
RU2015852C1
Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущей стали 1986
  • Братцев Владимир Васильевич
  • Пановко Виктор Михайлович
  • Стоян Михаил Боянович
  • Тарасевич Юрий Федорович
  • Шелест Анатолий Ефимович
  • Юсупов Владимир Сабитович
SU1362566A1
Способ получения композиционного материала на основе быстрорежущей стали 1990
  • Кулак Леонид Денисович
  • Кузьменко Николай Николаевич
  • Юлюгин Виктор Константинович
SU1747526A1
КОМПОЗИТНАЯ ЗАГОТОВКА, ИМЕЮЩАЯ УПРАВЛЯЕМУЮ ДОЛЮ ПОРИСТОСТИ В, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНОМ СЛОЕ, И СПОСОБЫ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 2009
  • Варке Вирендра С.
  • Машл Стефен Дж.
RU2468890C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДИСКОВЫХ ФРЕЗ 1991
  • Дорофеев Ю.Г.
  • Деревянных А.П.
  • Ютишев А.С.
RU2094173C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ И АГРЕГАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1998
  • Буркин С.П.
  • Коршунов Е.А.
  • Логинов Ю.Н.
  • Миронов Г.В.
RU2133650C1
Способ изготовления биметаллических заготовок для режущего инструмента 1991
  • Лоладзе Теймураз Николаевич
  • Герасимов Валерий Георгиевич
  • Швангирадзе Мераб Григорьевич
  • Дашивец Николай Емельянович
  • Рухадзе Омар Григорьевич
  • Ростокин Виктор Иванович
  • Джишкариани Николай Николаевич
  • Соловьев Юрий Григорьевич
SU1813606A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 056 972 C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКА БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

Сущностью изобретения является способ изготовления заготовок, режущих инструментов, в процессе которого в контейнер из малоуглеродистой стали помещают порошок быстрорежущей стали. Контейнер подвергают вакуумированию и герметизации. Затем его нагревают до 1150oС и подвергают шаговой прокатке (прокатке-ковке) с коэффициентом вытяжки 7 - 9. Заготовки отжигают, контейнер удаляют токарной обработкой, поверхность заготовок шлифуют. Затем заготовки режут на мерные части. Нагревают заготовки в индукторе до температуры на 10 - 60oС ниже температуры фазовых превращений и подвергают экструзии для формирования профиля режущей части инструмента. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 056 972 C1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКА БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ, включающий загрузку порошка в контейнер, вакуумирование, герметизацию, нагрев и шаговую прокатку-ковку порошка с многосторонним обжатием, удаление материала контейнера с заготовки, отличающийся тем, что прокатку-ковку ведут с коэффициентом вытяжки 7 - 9, после удаления материала контейнера с заготовки ее режут на мерные части и последние подвергают экструзии при температуре, на 10 - 60oС ниже температуры фазовых превращений для формирования режущей части инструмента.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2056972C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Авторское свидетельство СССР N 914181, кл
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ 0
  • Г. А. Меерсон, С. С. Кипарисов, А. Н. Николаев, В. С. Панов Ю. А. Шмоткин Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Стали Сплавов
SU386709A1
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Патент США N 3664008, кл
Солесос 1922
  • Макаров Ю.А.
SU29A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Лысков О.Е
и др
Получение порошковой быстрорежущей стали прокаткой
Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Новые технологические процессы прокатки как средство интенсификации производства и повышения качества продукции"
Челябинск, 1989, с.26-27.

RU 2 056 972 C1

Авторы

Гогаев К.А.

Лысков О.Е.

Курбатов И.В.

Штакун В.А.

Даты

1996-03-27Публикация

1993-12-20Подача