CS248507B1 - Způsob výroby kalitelné oceli se subledeburitickou matricí - Google Patents

Abstract

Způsob výroby oceli je založen na technologii práškové metalurgie. Jednotlivé komponenty oceli, t.e. železo, chrom, wolfram, molybden, vanad, kobalt, uhlík a sloučenina titanu ve formě prášku se smísí, ze směsi se vylisuje polotovar nebo výrobek, který se poté slinuje při teplotě 1 100 až 1 300 °0. Zrnitost práškových komponent je přednostně v mezích 0,001 až 0,005 mm, přičemž přísada uhlíku může být nahrazena-přísadou karbidů. Rovněž některé z dalších přísad mohou být nahraženy práškovými slitinami.

Description

Vynález se týká způsobu výroby kalitelné oceli se subledeburitickou matricí obohacené sloučeninou titanu, vhodné pro výrobu výkonných řezných i neřezných nástrojů.

Dosud užívané materiály obsahují po zakalení značný podíl ledeburitických karbidů wolframu, molybdenu, vanadu případně tzv. komplexních karbidů. Některé z nich jsou kromě toho obohaceny i . karbidem nebo karbonitridem titanu. Ocel, která je předmětem vynálezu, obsahuje ve stavu po kalení kromě základní matrice výhradně sloučeniny titanu, popřípadě malé zbytkové množství ledeburitických karbidů jiných typů. Výroba této oceli běžnými hutními postupy, tj. z ingotů nebo přímo ve formě odlitků neumožňuje plně využít přednosti, které vyplývají z jejího chemického i fázového složení. Takto vyrobená ocel má sice dostatečnou tvrdost, ale malou houževnatost a obtížně se brousí.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby kalitelné oceli se subledeburitickou matricí podle vynálezu, obsahující od 0,3 do 0,7 % hmotnostních uhlíku, nejvýše 3 % hmotnostních křemíku, nejvýše 5 % hmotnostních chrómu, nejvýše 2 % hmotnostních vanadu, od 1 do 9 % hmotnostních wolframu, nejvýše 4 % hmotnostních molybdenu nejvýše 10 % hmotnostních kobaltu a obohacené od 10 do 60 % obj. sloučeninou titanu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se ocel vy rábí z práškových komponent slinováním. S výhodou se nejméně jedna ze slitinových přísad přidává ve formě slitiny nebo sloučeniny. Podle dalšího význaku vynálezu se obohacení titanem provádí přidáním práškové sloučeniny titanu, například karbidu titanu. Podle posledního význaku vynálezu se obohacení sloučeninou titanu provádí přidáním práškového titanu a/nebo jeho slitiny, například ferotitanu a další složka sloučeniny titanu se přidá ve formě nejméně jedné další komponenty.

Ocel vyrobená způsobem podle vynálezu má výhodnější strukturu

248 907 vlastnosti než ocel vyrobená odléváním do ingotů nebo ve formě odlitků. Tvrdé částice sloučenin titanu jsou disperzní, rovnoměrně rozložené a mají vysokou tvrdost, takže ocel je izotropní a má při velmi dobré odolnosti proti opotřebení i dobrou houževnatost.

Způsob výroby podle vynálezu je založen na technologii práškové metalurgie. Podle tohoto způsobu se jednotlivé komponenty oceli tj. železo, chrom, wolfram, molybden, vanad, kobalt, uhlík a sloučenina titanu ve formě prášku smísí, ze směsi se vylisuje polotovar nebo výrobek, který se poté slinuje při teplotě 1 100 až 1 300°C. Zrnitost práškových komponent je přednostně v mezích 0,001 až 0,005 mm, pro smísení, lisování a slinování se použije některého ze známých postupů, užívaných v práškové metalurgii. Přísada uhlíku může být zcela nebo zčásti nahražena přísadou karbidů některých přítomných prvků, zejména karbidu ohromu. Rovněž některé z dalších přísad mohou být nahrazeny práškovými slitinami tak, - aby výsledné složení oceli bylo dodrženo. Takto může být použito například ferochromu a jiných feroslitin, které mohou obsahovat i část, případně celý podíl požadovaného obsahu uhlíku. Obdobně je možno namísto sloučenin titanu použít čistého titanu nebo titanové slitiny, například ferotitanu a dalších přísad v takovém množství, aby se v průběhu výroby vytvořilo odpovídající množství sloučenin titanu.

Příklad 1

Základní směs se připraví z následujících práškových komponent:

0,5 % hmotnostních uhlíku ve formě sazí (podle zkušenosti zvýšený podíl pro redukci případně přítomných kysličníků).

% hmotnostních chrómu

3,5 % hmotnostních wolframu % hmotnostních molybdenu % hmotnostních železa

Do 70 objemových dílů této směsi se přidá 30 objemových dílů karbidu titanu.

Vznikla směs se dobře promíchá v kulovém mlýnu a lisuje se z ní polotovary s použitím měrného tlaku 500 MPa. Polotovary se poté slinují při teplotě 1 200°C a tlaku 10Pa

Příklsd 2 248 507

Z práškových komponent se připraví následující směs :

% hmotnostních ferotitanu (koncentrace 33 % Ti) % hmotnostních karbidu chrómu

3,5 % hmotnostních wolframu

1,5 % hmotnostních molybdenu podle zkušenosti se může přidat přísada sazí pro redukci kysličníků

Vzniklá směs se dobře promísí a lisují se z ní polotovary s použitím měrného tlaku 500 MPa. Polotovary se poté slinují ve vakuu 10’² Pa při teplotě 1 200 až 1 250°C. V průběhu slinovacího procesu vznikne požadovaný obsah sloučeniny titanu ( v tomto případě karbidu titanu) reakcí mezi jednotlivými složkami slitiny.

Oceli jsou vhodné pro nejvýše namáhané řezné nástroje, zvláště pro opracování pevných a houževnatých slitin a pro nástroje, u nichž se vyžaduje spolehlivá stálost ostří při velkých řezných rychlostech. Ve zvláště náročných případech mohou být užívány i pro nástroje neřezné, vyžaduje-li se velká odolnost proti opotřebení a nástroj je vystaven zvýšeným teplotám.

Claims (4)

1. Způsob výroby kalitelné oceli se subledeburitickou matricí obsahující 0,3 až 0,7 % hmotnostních uhlíku, nejvýše 3 % hmotnostních křemíku, nejvýše 5 % hmotnostních ohromu, nejvýše 2 % hmotnostních vanadu, 1 aŽ 9 % hmotnostních wolframu, nejvýše

4 % hmotnostních molybdenu, nejvýše 1Ό % hmotnostních kobaltu a obohacené 10 až 60 % obj. sloučeniny titanu, vyznačený tím, že ocel se vyrábí z práškových komponent slinováním.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že nejméně jedna ze slitinových přísad se přidává ve formě slitiny nebo sloučeniny.

3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že obohacení titanem se provádí přidáním práškové sloučeniny titanu, například karbidu titanu.

4. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že obohacení sloučeninou titanu se provádí přidáním práškového titanu a/nebo jeho slitiny, například ferotitanu a další složka sloučeniny titanu se přidá ve formě nejméně jedné další komponenty.