Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущей стали Советский патент 1987 года по МПК B22F3/18 B22F3/20 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения методами прессования и прокатки прутков из распыленных порошков быстрорежущих сталей.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа, а именно увеличение максимально возможного сечения исходного контейнера с порошком.

Сущность изобретения заключается в том, что производится перераспределение уплотняющей порошок деформации для обеспечения более высокого качества получаемых изделий при меньших затратах ресурсов.

Нижний предел вытяжки при экструзии, равный 1,2, определяется возможностью успешной прока ки в калибрах. При прокатке заготовок, проэкст- рудированных с вытяжкой менее 1,2, происходит отслоение оболочки в местах разъема калибров и образование заусенцев, которые при последующей прокатке образуют закаты и другие виды прокатных дефектов вплоть до разрушения заготовки.

Верхний предел вытяжки при экструзии, равньш 2,0, определяется минимальными значениями усилия прессования, необходимыми для полного уплотнения порошкового материала. Увеличение вытяжки выше 2,0 приводит к увеличению усилия экструдирования бе увелич ения гшотности порошкового материала. Увеличение усилия экструдирования снижает максимально допустимое сечение исходного контейнера.

Последующая доуплотняющая прокатка экструдированных с вытяжкой в пределах 1,2-2,0 заготовок необходим для доуплотйения порошкового материала и получения качественных прутков, имеющих заданный уровень физико-механических свойств, и проводится с вытяжкой 6,0-10,0.

Нижний предел вытяжки при доуплот нении прокаткой, равный 6,0, определяется возможностью получения качественных прутков из заготовок, проэкс- трудированных с вытяжкой 2,0. Прокатка в калибрах с вытяжкой менее 6,0 н

позволяет получить качественные прут- gg ЮРбМЗ засыпают в 5 контейнеров из ки из заготовок, проэкструдированных Ст.З размерами 100x220 мм с толщис вытяжкой 2,0.

Верхний предел вытяжки при доуп- лотнении прокаткой,равный 10,0, оп

5

0

ределяется возможностью доуплотнения порошковых заготовок, проэкструдиро- ванных 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 из порошков быстрорежущих сталей. Б 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 заданно5 Го размера ведут прокаткой в калибрах.

Пример 1. Порошок стали 10Р6М5 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-ме0 ханические свойства образцов. Полученные заготовки прокатывают с обжимной клети стана 300 с диаметром валков 560 мм на пруток квадратного сечения 36x36 мм, а далее в валках

5 диаметром 300 мм на пруток диаметром 20 мм.

0

5

50

Образец, проэкструдированный с вытяжкой менее 1,2} 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

ной стенки 3 мм, герметизируют, нагревают до 1150 С и зкструдируют с различными вытяжками. Полученные

прутки прокатывают в валках диаметром 560 мм по калибровке шестигран- ник-кБадрат-овал квадрат, а затем в валках диаметром 300 мм на пруток 20 мм. При экструзии определяют плотность порошкового материала.

В табл.2 приведены фиэико-меха- нические свойства образцов.

Контейнер № 5 не удалось проэкст- рудировать с вытяжкой 6,2. (по прототипу), так как усилие на пресс-штемпеле, необходимое для истечения с такой вытяжкой, превышает максимально допустимое для данного пресса. Сравнение усилия экструзии контейнеров с порошком образцов № 2 - 4 показывает, что увеличение вытяжки с 2,0 до 4,0 приводит к увеличению усилия прессований в 1,8 раза без вьшгрыша в плотности порошкового материала после экструзии. Вытяжка 2,0 является минимальной вытяжкой экструзии, при которой достигается максимальная плотность порошкового материала.

Пример 3. Порошок стали Р6М5К5 засыпают в 3 контейнера размерами 49,5X220 мм, герметизируют, нагревают до 1150°С и экструдируют на прутки диаметром 45, 40 и 35 мм с вытяжкой 1,21; 1,53; 2,0 соответственно.

Полученные прутки подогревают до 1150 С и доуплотняют путем прокатки в калибровке овал-круг с различной вытяжкой. Из полученных прутков вырезают образцы 5x5x55 мм для испытаний на ударную вязкость и статически изгиб. Испытания проводят в закаленном состоянии. Помимо механических свойств полученной стали определяют твердость, красностойкость и карбидную неоднородность.

В табл.3 приведены результаты ис- пытаний. Прокатка в калибрах с вытяжкой менее 6 не позволяет получить качественный материал из заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 1,2- g 2,0 (табл.3). При прокатке с вытяжкой 6,0 возможно получение качественного материала из заготовок, проэкструдированных с вытяжкой 2,0, Для получения качественных прутков из заготовок,

0 проэкструдированных с вытяжкой 1,2, вытяжка при прокатке должна составлять 10,0. Условием получения качественных прутков в диапазоне вытяжки при экструзии 1,2 - 2,0 и вытяжки

5 при прокатке 6,0-10,0 является Л,- | г, 12,0, где Д., - вытяжка при экструзии; Д „ - вытяжка при прокатке. Прокатка заготовок, проэкструди- рованных с вытяжкой 1,2-2,0, с вытяжкой больше 10,0 не дает дальнейшего повышения свойств прутков.

Таким образом, экструзия и прокатка контейнеров со свободно засыпанным порошком быстрорежущей стали с помощью предлагаемых режимных огра- ничений позволяет получить качественные прутки из порошкового материала и расширить технологические возможности прессового оборудования,

0

Формула изобретения

Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежу- .

g щей стали, включающий загрузку порошка в контейнер, герметизацию, нагрев до 1050-1150 С и экструзию, о т- личающийся тем, что, с целью расширения технологических возмож0 ностей, после экструзии проводят прокатку, экструзию проводят с вытяжкой 1,2-2,0, прокатку ведут сначала с вытяжкой 6-10, причем произведение вытяжек при экструзии и прокатке

5 должно быть не менее 12, а затем

осуществляют окончательную прокатку, Т а б л и ц а 1

0

5

Усилие на пресс- штемпеле , тс

Плотность порошкового материала после экструзии

270 300

360 540

0,98 1,00 1,00 1,00

Таблица2

360 540

600

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения прутков из рас- пьшенньж по рошков быстрорежущих сталей. Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа. В способе изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущей стали загружают порошок в контейнер, герметизируют, нагревают до 1050-1 150 с экструдируют с 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. Предлагаемьш способ позволяет увеличить площадь исходной заготовки в 3,3-6,5 раз и производительность экструзии в 3,3-6,5 раз. 3 табл. i (Л