CS201402B1 - Stredne legovaná spekaná ocel’ s vysokou húževnatosťou a odolnosťou voči opotrebeniu - Google Patents

Description

Vynález sa týká stredne legovanej spekanej ocele s vysokou húževnatosťou a odolnosťou voči opotrebeniu, ktorá sa spracuje postupmi práškovej metalurgie.

V práškovej metalurgii je okrem uhlíkových ocelí známy celý rad ocelí legovaných predovšetkým me3ou, niklom, chrómom a fosforom. Potom sú ocele legované kombináciami uvedených a 3alších prvkov ako napr. me3ou a niklom, niklom a chrómom, chrómom a kremíkom, chrómom a molybdénom, niklom, molybdénom a fosforom, niklom a meSou. Ďalej je známa celá skupina ocelí legovaných mangánom, cínom a mangánom, chrómom a msngánom, meSou a mangánom, me3ou, mangánom a niklom, mangánom, chrómom a molybdénom a mangánom, vanádom, molybdénom. Jednotlivé prvky v týchto spekaných oceliach sú obsiahnuté v množstvách od niekoTkých desetin percenta do niekoTkých percent hmotnostných podTa požadovaných vlastností a podmienok spracovania. V případe mangánových ocelí binárneho systému Fe-Mn alebo ternárneho systému Fe-Mn-C, je skúmaný vplyv mangánu hlavně asi do 6 % hmotnostných a pri komplexně legovaných systémoch typu Fe-Mn-Cr-Mo-C alebo Fe-Mn-V-Mo-C obsah uvedených prvkov vrátane mangánu v oceli nepřevyšuje 0,8 % hmotnostných. Při oceli typu Fe-Mn-Mo-C obsah mangánu nie je vyšší ako 0,5 %, pričom obsah molybdénu bývá až 2 % hmotnostných. Tieto údaje sa týkajú nízko a stredne legovaných spekaných ocelí, charakterizovaných ako konstrukčně ocele.

Nedostatkom spomínaných nízko a stredne legovaných spekaných ocelí určených pře použitie v práškovej metalurgii predovŠetkým je, že pri ich legovanie sa používajú v prevažnej

201 402

201 402 miere drahé a deficitně legúry, ako je napr. me8 a nikel, a to často v množstve 5 až 10 % hmotnostných, čo podstatné zvyšuje cenu takejto ocele. Calším ich nedostatkom je, že pre doaiahnutie vysokých vlastností požadovaných pre jednotlivé případy aplikácie, ktoré mčže do určitej miery charakterizoveť napr. tvrdost, je nevyhnutné tieto ocele zušlechťovat, čo spočívá v ohřeve na kaliacu teplotu v ochrannej atmosféře, v kalení do vody alebo do oleja a v popúšťaní. Tieto výrobné operácie sú techniky i ekonomicky náročné, pričom při takomto tepelnom spracovaní dochádza často k nežiadúcim rozměrovým změnám produktu a k vzniku prasklin, čo znehodnocuje výrobky a zvyšuje výrobné náklady. Přitom samotná binárna sústava Pe-Mn, napriek známému apevňujúcemu vplyvu mangánu, nenachádza doteraz technické uplatnenie pre problémy s vysokou afinitou tohto prvku ku kyslíku v procese spekania. Naproti tomu spekané mangánové ocele typu Fe-SIn-C napriek tomu, žě majú vysokú pevnost a tvrdost podl’a obsahu mangánu a uhlíka a podmienok spraeovania, výkazujú značný pokles húževnatostných vlastností so zvyšováním obsahu mangánu, čo zhoršuje možnosti pre uplatnenie týohto • ocelí pre podmienky dynamického namáhania. Calšou nevýhodou týchto ocelí je, že po tepelnom spracovaní pre doaiahnutie požadovaných rozměrových tolerancií je nevyhnutné ich v tomto stave brúsiť, čo je zdíhavá a nákladná výrobná operácia.

Vyššie uvedené nevýhody nemá stredne legovaná spekaná ocel s vysokou húževnatosťou a odolnosťou voči opotrebeniu podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že ako legúry obsahuje 1,5 až 5 % hmotnostných mangánu, 0,2 až 1 % hmotnostně molybdénu a 0,1 až 0,8 % hmotnostných uhlíka; táto ocel sa připraví bu3 z čiastočne difúzne predlsgovaných práškov alebo z úplné predlegovaných práškov vyráběných rozstrekovaním alebo z miešaných práškov, pozostávajúcich z práškového železa a príalušnej práškovej legúry vo formě elementárnych prvkov alebo vo formě predzliatin, pričom tieto prášky alebo práškové zmesi sa spracujú postupná práškovej metalurgie.

Výhodou stredne legovanej spekanej ocele podlá vynálezu je, že vhodnou kombináciou obsahu mangánu, molybdénu a uhlíka sa dosahuje vysoká húževnatosť a vysoká odolnost voči opotrebeniu už v spekanom stave bez nutnosti dodatočného zušlachtovania. Dalšou výhodou tejto ocele je, že pre dosiahnutie požadovaných vysokých technických vlastností sa používá ako hlavná legúre lačný a dostupný mangán v spojení s poměrně nízkým prídevkom molybdénu, čo umožňuje upustit aj od prídavkov médi, ktorá sa často přidává pre intenzifikáciu spekacieho procesu. Použitie tejto ocele v práškovej metalurgii prispeje k zjednodušenou výrobných postupov, k zhospodárneniu výroby spekaných strojných súčiastok a k zvýšeniu ich životnosti.

Příklad

K mechanickému práškovému železu a velkosťou častíc pod 0,16 mm sa přidá mangán v*množstve 4,5 % vo formě práškového uhlíkového feromangánu s velkosťou častíc pod 0,04 mm a molybdén v množstve 0,3 % vo formě práškového feromolybdénu a 1 % stearanu zinočnatého ako mazadla. Z takto pripravenej práškovej zmesi po premiešaní sa vylisuje ozubené koleso o hmotnosti 125 g takým tlakom, aby spekané ozubené koleso málo porovitost v rozsahu 9 až 12 %. Vylisované ozubené koleso o výške asi 29 mm sa speká pri teplote 1120 °C po dobu

201 402 h v štie^enom čpavku. Po spekaní ozubená koleso se ochladzuje v peci pod vplyvom ochranné j atmosféry rýchloetou asi 0,5 °C/s alebo na vzduchu po vytiahnutí ozubených koliea z pe ce z teploty v rozmedzí 800 až 900 °C. Ozubené koleso po ochladení v peci mé tvrdost 250 HV 10. Takéto ozubené kolesá sú použité např. ako ozubené kolesá hydraulických čerpadiel pre prevádzkové tlaky do 1,5 MPa a skúšobne do 5 MPa. Otvor pře hriadel’ a ozubenie sa tarúsia alebo pretlačujú za studená v presnom nástroji.

Claims (1)

1. Stredne legovaná spekaná ocel’ s vysokou húževnatostou a odolnostou voči opotrebeniu, vyznačujúca sa tým, že ako legúry obsahuje 1,5 až 5 % hmotnostných mangánu, 0,2 až 1 % hmotnostně molybdénu a 0,1 až 0,8 % hmotnostných uhlíka.