Литейная инструментальная сталь Советский патент 1982 года по МПК C22C38/28 

Изобретение относится к чериой металлургии, в частности к разработке литейных инструментальных сталей для изготовления отливок штамповых инструментов горячего деформирования.

Известна сталь 5ХНМ Г1. Наиболее близкой по технической сущности и достйгае1«эму эффекту к предлагаемой является литейиая инструментальная сталь , содержащая, вес.%:

Углерод0,65-0,75

Кремний0,15-0,35

Марганец0,15-0,40

Хром3,20-3,80

Железо . Остальное

Эта сталь применяется в основном для изготовления инструментов /пуансонов, матриц) горячей высадки, .метизов и заготовок из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей на штампах горизонтально-ковочных машин, а также штампах горячего прессования и выдавливания указанных материсшов на кривошипных прессах при мелкосерийном производстве, гибочных, обрезных и просечных

ШТсМПОВ..

Недостатками этих сталей являются относительно низкие износостойкость, разгаростойкость, литейные и механические свойства, особенно пластичность и вязкость, что снижает эксплуатационную стойкость изготовленных из нее инструментов.

Цель изобретения - повышение износостойкости, разгаростойкости,

10 литейных и механических свойств, особенно пластичности и вязкости стали,, а также эксплуатационной стой. кости изгот леиных из нее инструментов.

1.5

Поставленная цель достигается теМ, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром и железо, дополнительно содержит ашюминий, титан, кальций, редкоземельные метал20лы и ниобий, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

0,65-0,75

Углерод 0,15-0,35

Кремний 0,15-0,40

Марганец

25 3,20-3,80

Хром 0,01-0,05

Алюминий 0,01-0,08

Титан 0,005-0,05

Кальций

Редкоземельные

30

0,005-0,08

металлы

Ниобий0,01-0,15

ЖелезоОстальное

Дополнительное введение в состав предлагаемой стали алюминия, титана, кальция и РЗМ объясняется исключительно благоприятным комплексным воздействием этих элементов на структуру и свойства. Оказывая на стешь глубокое раскисляющее, рафинирующее и микролегирующее влияние,эти элементы существенно измельчают ее структуру, что повьшает литейные и механические свойства, особенно пл стичность и ударную вязкость. При этом весьма важным является измельчение и более равномерное распределение в структуре стали карбидов, что

благоприятно отражается на износостойкости, разгаростойкости и соответственно эксплуатационной стойкости стали.

Введение в сталь ниобия связано с его способностью упрочнять стгшь в.результате дисперсионного твердения. Мягкие карбиды ниобия, равномерно распределяясь в металле, измельчают аустенитную структуру и обеспечивают повышение свойств стали.

Метгшл выплавляют в индукционной печи методом переплава. Химический состав опытных сталей приведен в табл.1.

выплавленные стали подвергают, исследованиям на износостойкость, разгаростойкость, литейные и механические свойства.

Результаты испытаний, приведенные в табл.2, показывают,что предлагаема литейная штамповая сталь превосходит известную сталь по всему комплексу исследуемых свойств. При этом механические свойства литой стали практически достигают уровня известной деформированной стгши, что имеет важное значение при использовании стали длл литых штгшповых инструментов. Повышение жидкотекучести

на 25-50% и трециноустойчивости на 10-20% предлагаемой стали обеспечивают получение качественных, плотных отливок. Особенно важным является повышение износостойкости на 12-15% и разгаростойкости предлагаемой стали на 16-22%, так как эти характеристики во многом определяют эксплуатационную стойкость штс1мповых инструментов. В частности, изготовленные из нее литые вставки в среднем простояли на штампах ГКМ при штамповке болтов 2800 штамповок, в то время как литые вставки из известной стали .простояли 1900 штамповок.

00

t 00 00 9) «O 00 (N N N fS p-l О

VO (Ч

fN СЛ fN -

0

О

d

r

tn

00

о ri

VO

tn n M s

t-( о N «N о

. Ч. Ч ч- «

Г 1Л 1 ч О г Ч JM М м

1Л с о г ш

П П го П .Н 1-1

ОО VO t 1Л 1-1 « о О 04 00 1Л Ю

in VO VO 00 in Г -| iH - о о

Н |Н р-Ч fH iH

о Ol Ч «N 1Л СЧ Р« М fM iH F4

«в

Я)

X

« я

g

о о in о

0)

N-Н

S

м

л

у

0)

S

«П Ч 1Л VO г

а г е

Стойкость таких же вставок, изготовленных из деформированной штамповой стали 5ХНМ, составляет 2700-3200 штамповок. Сравнение этих показателей преопраделяет целесообразность применения преялагаемой литейной штамповой стали для изготовления литых штамповых инструментов, особенно на штампах ГКМ, вместо известной и дорогостоящей стали 5ХНМ.

Ожидаекый экономический эффект по предварительным расчетам составляет около 18 тыс.руб в год за счетповьшения ИЗНОСОСТОЙКОСТИ на 12-15%, разгаростойкости на 16-22%, жидкотекучести 22-50%, трещиноустойчивости 10-20%, как следствие этого, эксплуатационной стойкости штамповых инструментов на 47%. Формула изобретения Литейная инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец,

хром и железо, отличающас я тем, что, с целью повышения носостойкости, разгаростойкости, тейных и механических свойств, о дополнительно содержит алюминий, тан, кальций, редкоземельные мет и ниобий при следующем соотношен компонентов, вес.%:

Углерод

0,65-0,75 0,15-0,35

Кремний 0,15-0,40

Маргсшец 3,20-3,80

Хром . 0,01-0,05

Алюминий 0,01-0,08

Титан 0,005-0,05

Кальций

Редкоз емельные

0,005-0,08

металлы 0,01-0,15

Ниобий

Железо Остальное Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе 1.Сталь 5ХНМ, ГОСТ 5950-73. 2.Сталь 7X3, ГОСТ 5950-73.