Способ термической обработки изделий из порошковой быстрорежущей стали Советский патент 1993 года по МПК B22F3/24 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству инструмента из металлических порошков, и мржет быть использовано при термической обработке инструмента из быстрорежущей стали.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости инструмента за счет уменьшения изменений концентрации углерода в изделиях в процессе термической обработки.

Поставленная цель достигается тем, что используют порошок карбида титана крупностью более 200 мкм, в качестве водородсодержащего газа используют смесь вддорода с природным газом, причем кон- це;нтрацию последнего во время нагрева поддерживают в пределах 15-30%, а в процессе выдержки снижают до нуля пропорционально времени.

Порошок карбида титана применяют после отсева мелочи, проходящей через сито с ячейкой 200 мкм. Содержание свободного углерода в нем колеблется от партии к партии незначительно, и во время обжига изделий в засыпке из такого порошка в атмосфере водорода наблюдается стабильное снижение концентрации углерода на 4-8%. Фракции менее 200 мкм характеризуются менее стабильным содержанием свободного углерода и в их присутствии термообработка может сопровождаться либо увеличением, либо уменьшением концентрации углерода в изделиях.

Обжиг необходимо проводить в атмосфере, состоящей из водорода и природного газа. Термический распад природного газа приводит к осаждению сажистого углерода в порах и на поверхности изделий. Он служит восстановителем окислов ванадия и хрома и исключает расходование для этой же цели углерода, растворенного в изделиях. При содержании природного газа в смеси менее 15% наблюдается обезуглероживание изделий, что обусловлено недостатком сажистого углерода, а при содержании более 30% наблюдается науглероживание изделий.

В процессе изотермической выдержки концентрацию природного газа в смеси с водородом необходимо снижать пропорционально времени, чтобы исключить науглесо

с

со

О

со ю о о

роживание изделий, поскольку наибольшая скорость восстановления окислов хрома и ванадия углеродом наблюдается в начале выдержки, а затем снижается Соответственно снижается и скорость расходования углерода. Уменьшение концентрации природного газа в смеси по мере выдержки позволяет избежать накопления избыточного углерода.

Прим е р. Формовки из порошковой стали Р6М5 (исходный порошок содержал 0,75% углерода) помещали в керамическую лодочку, засыпали порошком карбида титана крупностью более 200 мкм (фракция плюс 200 мкм-78%, фракция плюс 315 мкм -19%,фракция плюс400мкм 3%). подвергают термообработке, включающей нагрев до 1200 °С, выдержку 1ч и закалку в масле, в трубчатой электропечи сопротивления продуваемой со скоростью 1 м/с смесью водорода и природного газа, причем во время нагрева и в начале выдержки в смеси поддерживают концентрацию природного газа 24% объемных, а потом снижают ее со скоростью 0,4 %/мин. Концентрация угле- рода в формовках составляет 0,75%, показатель эксплуатационной стойкости - скорость износа в контакте с вращающимся корундовым диском - 2.3 кг/м2мин.

В результате использования изобретения снижается степень обезуглероживания изделий в 2-4.раза и повышается эксплуатационная стойкость инструмента в 1,4-1,6 раза.

Формула изобретения Способ термической обработки изделий из порошковой быстрорежущей стали, включающий нагрев, выдержку и охлаждение в засыпке из порошка карбида титана в водородсодержащем газе, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости инструмента за счет уменьшения изменений концентрации углерода, используют порошок карбида титана крупностью брлее 200 мкм, в качестве водо- родсодержащего газа используют смесь водорода с природным газом, причем концентрацию последнего во время нагрева поддерживают в пределах 15-30%, а в процессе выдержки снижают до нуля пропорционально времени.

Сущность изобретения: для засыпки используют порошок карбида титана после отсева фракции менее 200 мкм, в качестве водородсодержащего газа используют смесь водорода с природным газом, концентрацию последнего во время нагрева поддерживают в пределах 15-30%, а в процессе выдержки снижают до нуля пропорционально времени.

Редактор

Техред М.Моргентал

Заказ 1025Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„ 4/5

Корректор Л. Филь