Способ изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущих сталей Советский патент 1982 года по МПК B22F3/18 B22F3/20 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству деформированных заготовок из порсиаков быстрорежущей стали прокаткой.

Известен способ по.пучения заготовок из спеченных быстрорежущих сталей, включающий загрузку порошка в контейнер, герметизацию, нагрев, спекание и последующую обработку давлением 1 .

Недостаток известного способа состоит в низкой производительности процесса и высокой стоимости, получаемых заготовок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ.изготовления изделий из порошков быстрорежущих сталей, включающий загрузку порошка в контейнер, гер«1етизацию, нагрев и экструзию при 10501150°С со степенью деформации 7090% 2.

Недостаток этого способа состоит в низкой производительности, связанной с периодичностью процесса экструзии и высокой себестоимости получаемых изделий.

Цель изобретения - повьвиение производительности процесса и снижение себестоимости получаемых заготовок.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления деформированных прутков из порошков быстрорежущих сталей, включающем загрузку порошка в контейнер, нагрев до 1050IISO C и деформацию заданного разме10ра, деформацию осуществляют путем прокатки в калибрах с суммарнойвытяжкой 7-625 при единичных вытяжках 1,4-1,8 в первых четырех-шести проходах, а затем до заданного размера,

15 при отношении диаметра .контейнера к диаметру валков 0,02-0,3.

Нижний предел суммарной вытяжки () при прокатке определяется необходимостью получения компактного

20 изделия с высокой плотностью, близкой к теоретической. Ве1--хяий предел суммарной вытяжки (jU625) определяется требуемым сортаментом и техническими возможностями современных

25 сортовых прокатных станов.

1ижний предел единичных вытяжек устанавливается из условия равномерной проработки порошкового материала по сечению профиля, а верхний

30 предел - из условия отсутствия пареполнения калибра и образования заусенцев. Минимальное отношение диаметра контейнера с порошком (d) к диаметр валков (ТУ) устанавливается с учетом минимсшьного конечного диаметра пру ка, минимально допустимой величины вытяжки и минимального диаметра вал ков сортовых станов. Максимальное отношение - , равВмое 0,3, определяется условиями зах вата и сквозной проработки по сечению деформируемого изделия с учетом 70% плотности материала в контейнер Приме р 1. Распьшенный порошок быстрорежущей стали марки Р6М5К свободно засьшают в контейнер диаметром 22 мм с толщиной стенки 2 м из материала Ст. 3, нагревают до и последовательно прокатывают в 12 калибрах по системе квадрат - квадрат на стане дуо 320 на конечный размер стороны 6 мм. Единичные вытяжки в первых шести прохо дах при прокатке составляют 1, После того, как суммарная вытяжка, достигла 7,2, дальнейшую прокатку проводдят с единичными вытяжками 1,11,3. Отношение диаметра контейнера к диаметру валков составляет 0,07. Проверку качества готовых прутков проводят по ГОСТ 19265-73. Выявлено, что в материале полностью о сутствует карбидная неоднородность в вид(2 полос и скоплений карбидов. Твердость металла после закалки от 1225°С и отпуска при составляет 65,5 HRC, красностойкость. (HRC 58) сохраняется до 630°С, плотност материала равна 0,995 теоретической плотности. II р и м е р 2. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10Р6М засыпают в контейнер диаметром 63 мм с толишной стенки 3 мм из материала Ст. 3, герметизируют, нагревают до и прокатывшот в калибрах по системе овал - квадрат на стане дуо 3.50 до конечного размера 012,3 м с промежуточными нагревами до той же температуры. Единичные вытяжки в пер вых пяти проходах составляют 1,51,8 до суммарной вытяжки 7,3. Общая вытяжка от заготовки до конечного продукта составляет 23,8. После деформации с вытяжкой 7,3; 10,1 и 11,63 отбирают пробы на плотность. Одновременно по известному способу проводят экструзию контейнеров диаметром 48 мм с толщиной стенки 3,0 мм из материала Ст. 3 с порошком из стали 10Р6М5 на пруток диаметром .20 мм.Прокатанный с вытяжкой 7,3,и экструдированный со степенью деформации 82% прутки подвергают анализу по ГОСТ 19265-73,,а также испытани,ям на ударный и статический изгиб Исследование показывает, что свой ства катаного и прессованного прут-. ков в термообработанном состоянии практически одинаковы. Примерз. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10Р6М5К5, свободно засыпанный в контейнеры из материала Ст. 3 диаметром 22 мм, герметизируют, нагревают до 1150 С и прокатывают за 4 прохода в калибрах системы квадрат - квадрат на стане дуо 320 (отношение диаметра контейнера к Диаметру валков составляет 0,06) с единичными вытяжками 1,8 и суммарными вытяжками 1,8; 3,24; 5,8; 10,5. Попытка прокатки заготовок с более высокими единичными вытяжками (за счет увеличения диаметра контейнера с порошком до 24 мм, а вытяжки до 2,1 при постоянном зазоре между валками) не была успешной из-за разрушения контейнера и высыпания порошка. Проверка качества готовых прутКов .показывает , что теоретическая плотность достигается только после прокатки в 4-х калибрах, т.е. при суммарной вытяжке 10,5. В зтом случае плотность равна 0,995 теоретической, распределение карбидов - равномерное. Твердость металла после закалки от и отпуска при 560 С составляет 65,5 HRC, красностойкость () сохраняется до , прочность на изгиб равна 340 кгс/мм , а ударная вязкость 2 кгм/смЧ П р и м е р 4. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10Р6М5 засыпают в контейнер из материала Ст. 3 диаметром 63 мм, герметизируют, нагревают до И50С и прокатывают за разное количество проходов (от 1 до 6) с постоянной единичной вытяжкой 1,4 и суммартными вытяжками 1,4; 2,0; 2,7; 3,8; 5,3; 7,0. Прокатку проводят в калибровке овгш - квадрат - круг на стане дуо 350. Отношение диаметра контейнера к диаметру валков составляет 0,2. Уменьшение единичных вытяжек до значений меньше, чем 1,4, нецелесообразное из-за плохой, проработки материала по сечению и пористости по продольной оси заготовки после 10 проходов. При прокатке контейнера диаметром 63 мм с единичными вытяжками 1,4 установлено, что плотность материала достигает теоретической только после шести проходов с суммарной вытяжкой 7,0. При меньших суммарных вытяжках материал не является качественным из-за наличия в нем пор и несплошностей. Пример5. Распыленный порошок быстрорежущей стали марки 10Р6М5 засыпают в контейнер диаметром 150 мм,герметизируют, -нагревают до и прокатывают на стане 300 с диаметром валков обжимной клети

500 мм на промежуточный размер диаметром 20 мм с единичными вытяжками в первых четырех проходах 1,4. Отношение диаметра контейнера с порошком к диаметру обжимной клети составляет 0,3. Далее прокатку йедут после промежуточного нагрева до той же температуры на стане дуо 320 до конечного размера - диаметра 6 мм. Суммарная вытяжка при этом составляет 625. Прюверкакачества готового продукта показывает, что свойства материала полностью соответствуют требованиям ГОСТ 19265-73, его плотность составляет 0,998 теоретической, а карбидная неоднородность отсутствует.

Для установления максимального отношения диаметра контейнера к диаметру валков контейнер с порошком

диаметром 150 мм задают.в валки, переточенные после износа на диаметр 486 мм. Прокатку в этом случае провести не удалось из-за того, что отсутствовал захват контейнера валками. В этом случае отношение диаметра к диаметру валков составляет 0,31.

Таким образом, качественный деформированный пруток из распыленного порошка быстрорежущей стали можно получить при единичных вытяжках в первых четырех калибрах 1,4 и суммарной вытяжке 625, причем отношение диаметра контейнера с порошком к диaмeтp

15 валков не должно превышать 0,3.

Свойства прутков, полученных по известному и описанному способам, приведены в таблице.