CS232030B1 - Chromniklmolybdenwolframové ocel pro nože na stříhání pevných tlustých plechů a ocelového šrotu, sa studená - Google Patents

Abstract

Vynález se týká chromniklmolybdenwolframové ocele pro nože nůžek válcovací tratě na stříhání pevných tlustých plechů za studená, profilového materiálu a šrotu. Vynález řeší chemická složení chromniklmolybdenwolframové ocele s vysokou plasticitou a pevností v tlaku, projevující ae vyšší životnosti a odolností střižných hran nožů proti opotřebení a křehkému poškození. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ocel kromě železa obsahuje v hmotnostních množství 0,45 až 0,55 t uhlíku, 1,30 až 1,70 % chrómu, 3,40 až 3,70 % niklu, 0,20 až 0,30 % molybdenu, 1,20 až 1,40 % wolframu, 0,401 až 0,70 manganů, 0,17 až 0,37 % křemíku a stopy až 0,03 % fosforu a stopy až 0,03 % síry. Ocele podle vynálezu lze použít i pro výrbbu nástrojů na prostřihování silných plechů za studená, razících nástrojů aj·

Description

Vynález se týká chromniklmolybdenwolf rámové oceli pro příčné nože nůžek válcovací tratě na stříhání pevných a tlustých plechů za studená a pro nože nůžek na stříhání ocelového šrotu.

V současné době se nože pro výše uvedené účely vyrábějí z chromamolybdenových, chromniklwolframových, křemíkchromwolframových a chromniklových ocelí. Jejich nevýhodou je menší životnost, která se při provozování nožů hodnotí podle otupení střižné hrany nožů a podle průměrného množství nastříhaného materiálu v tunách, a menší houževnatost, která má na životnost nožů další rozhodující vliv, nebol vyšší houževnatost ocele nožů vylučuje možnost křehkého poškození střižných hran nožů i v případě takového zvětšení střižných tlaků, kdy hodnota tlakového napětí převýší hodnotu meze kluzu v tlaku a dojde k plastické deformaci.

Výše uvedené nevýhody dosavadních ocelí používaných pro nože odstraňuje chromniklmolybdenwolframová ocel, která má kromě železa následující hmotnostní složení jr %: 0,45 až 0,53% uhlíku,

1,30 až 1,70% chrómu, 3,40 až 3,70|% niklu, 0,20 až 0,30% molybdenu, 1,20 až 1,40% wolfraTčmu., 0,40 až 0,7C|% manganu, 0,17 az 0,37 % křemíku a stopy až Q,03|% fosforu a stopy až 0,03f% síry.

Výhoda chemického^složeni oceli podle vynalezu spočívá v účinku, kterým je vyřešení dvou protichůdných požadavků kladených na ocel za účelem zvýšení životnosti nožů, a to zvýšiti oproti dosavadním ocelím současně jak mez pevnosti a mez kluzu v tlaku, tak i plasticitu representovanou vrubovou houževnatostí a kontrakcí. Přitom bere vynález jako průkazné zhodnocení životnosti nožů při jejich provozování otupení střižné hrany nožů, projevující se zvětšením radiusu střižné hrany, a množství nastří haneho materiálu v tunách. Pro tříleté provozování životnosti nožů a jejich praktického využití pro příčné dělení plechů nebo stříhání ocelového šrotu bylo proto jako důvod pro výměnu nožů přijato takové otupení nožů, způsobené otěrem hrany nožů o stříhaný materiál, při kterém dosáhne zvětšení radiusu střižné hrany hodnotu r=1mm, a jako průměrné množství materiálu v tunách, nastříhané jedním nožem, bylo přijato množství spočtené z celkové evidované spotřeby nožů a z celkového evidovaného množství materiálu v tunách, nastříhaného ve sledovaném tříletém období. V tomto období byly noži pro příčné stříhání plechů stříhány plechy o tlouštce 6 až 4,0 mm a pevnosti kolem 525 MPa, noži pro stříhání ocelového šrotujbyly stříhány ocelové trubky, poloosy^nákladních vozů, listové pružiny a jiné i povrchově tvrzené součásti, při čemž ani v jediném případě nedošlo k destrukci nožů. Podle takto provedeného porovnání životnosti a výkonu nožů nastříhaly nože vyrobené z materiálu podle vynálezu více o cca 30% tun šrotu nebo

232 030 více o cca 50^ tun plechů než nože vyrobené ze stávajících materiálů předními světovými výrobci.

Zvýšená životnost nožů je výsledkem správného chemického složení materiálu nožů podle vynálezu, kde vysoký obsah niklu spolu s přiměřeným obsahem uhlíku zaručují vysokou plasticitu ocele při současné vysoké pevnosti a mezi kluzu v tlaku· Přísada molybdenu zajišíuje plné prokalení nožů až do síly_vstěny nebo tloušlky 130 mm v proudu vzduchu. Wolfram pak zpevňuje základní martenzitickou matrici a zabezpečuje vysokou oteruvzdornost a tím i stálost ostří. Tento účinek wolframu byl při určování chemického složení oceli podle vynálezu předmětem úvah a experimentálních taveb v elektrické tavící peci, přičemž ingoty pěti taveb materiálu odlité pro účely stanovení jeho fysikálních charakteristik měly různá chemická složení v mezích hmotnostních množství prvků stanovených yynález.em, av$ak s odstupňovaným hmotnostním množ stvím wolfrainu 1,23%, 1,30)%, 2p, 2,6φ& a 3,46%. Z porovnání pevnostních hodnot těchto taveb, určených zkouškami, pak bylo jako optimální etanovepo hmotnostní množství wolframu^v oceli v roz sáhu 1,20 až 1,40% pro ocel podle vynálezu, jejíž chemické slo žení pri srovnání s dosavadními materiály zalistuj«dosažením vyšší meze pevnosti a meze kluzu v tlaku menší opotřebení střižných hran nožů a současným dosažením vyšší plasticity, representované vyšší vrubovou houževnatostí, zajišíuje zvýšenou odolnost proti křehkému poškození střižných hran nožů.

V následujících sloupcích A,B a C jsou jako příklad ocele podle vynálezu uvedena hmotnostní množství prvků ocele v %s

	A	B	C
uhlík	0,48	0,50	0,47
chrom	1,70	1,58	1,50
nikl	3,42	3,61	3,55
molybden	0,20	0,25	0,25
wolfram	1,30	1,25	1,30
mangan	0,48	0,64	0,55
křemík	0,34	0,34	0,34
fosfor	0,016	0,014	0,015
síra	0,019	0,026	0,021

Mechanické hodnoty ocelí z výše uvedených sloupců A,B a C jsou obsaženy v odpovídajících níže uvedených sloupcích A,B a Cs pevnost v tahufMPaJ mez kluzu v tahu£MP^L «7 vrubová houževnatost [J.cm f kontrakce í%] ^u

A	B	C
2010	2160	2090
1490	1520	1480
36	44	42
28	32	30

Jako příklad použití ocele pro nože s chemickým složením podle vynálezu je rámcově uveden postup metalurgie výroby a tepelného zpracovaní nožů: Z ingotů se vykovou cagle o rozměru φ 205x130x1675 mm, každý cagl pro 3 šrotovací nože o čistých rozměrech φ 175x85x525 mm a cagle φ 80x260x3500 mm pro polotovar horního nože hutních nůžek a cagle φ 70x210x3500 mm pro polotovar spodního nože nůžek. Bezprostředně po kování následuje vychlazení z dokovací teploty vypéci na teplotu 259°&ζ 300rC.

Poté následuje ohřev na b50* 10rC.,75“%, a chladnutí v peci. Tím se získá polotovar žíhaný na měkko. Po'mechanickém opracování s přídavkem 0,3 mm na plochu následuje velmi důležitá operace tepelného zpracování nožů. Ohřev na kalicí teplotu se provede v solné lázni, vakuovéueci, nebo v šachtové elektrické peci. Kalicí teplota js>900* 1CrC, nože se ochlazují v termální solné lázni teplé 200j°C nebo v proudu inertního dusíku v případě ohřevu

232 030 ve vakuové peci, nebo na vzduchu· Následující popouštění nožů se provede při teplotě 220 až 24q°C. Výsledná tvrdost nožů je 54 až 56 HRO. Po tomto tepelném zpracování je mikrostruktura nožů tvořena jemným martenzitem s malým asi osmiprocentním podílem ne transformovaného austenitu, jehož přítomnost výrazně zvyšuje plas tické vlastnosti ocele· Karbidy wolframu se při dané kalicí teplotě prakticky nerozpouštějí a zůstávají v martenzitické matrici jako složka s velmi vysokou odolností proti otěru. Vzhledem k 1nertnímu ohřevu je míra oduhliěeného povrchu minimální· Z tohoto důvodu není operace konečného broušení nožů bezpodmínečně nutná·

Ocele podle vynálezu je možno použít i pro výrobu nástrojů na prostřihování silných plechů za studená, razících nástrojů a podobně·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU _Z32 030

   Chromniklmolybdenwolfrámová ocel, zejména pro nože na stříhání pevných tlustých plechů a ocelového šrotu za studená, vy znaěující se tím., ze obsahuje kromě železa v hmotnostních množství 0,45 až O,55fp uhlíku, 1,30 až 1,70% chrpmu, 3,40 až 3,70% niklu, 0,20 až 0,30% molybdenu. 1,20 az 1,4C& wolframu, 0,40 ^Jaž 0,70% manganu. 0,17 až 0,37% křemíku a stopy až 0,03fó fosforu a stopy až 0,03f% síry. '