CS248997B1 - Sposob výroby práškovej ocele z odpalu po trieskovom obrábaní stredne a vysokouhlíkových ocelí - Google Patents

Description

248997

Vynález sa týká výroby práškové] ocelemletím odpadu po trieskovom obrábanístredne a vysokouhlíkových legovanýchocelí a žíháním, ktorá sa s výhodou použi-je na výrobu materiálov a súčiastok postup-mi práškovej metalurgie.

Práškové ocele, používané na výrobu ma-teriálov a súčiastok postupmi práškovej me-talurgie, sa vyrábajú viacerými spůsobmi.Jeden z najrozšírenejších spůsobov přípra-vy práškových ocelí je mechanické mieša-nie práškového železa s práškovými legúra-mi a grafitom. Takáto práškové zmes sa po-tom spracuje na súčiastky známými postup-mi práškovej metalurgie. K nalegovaniu že-leznej matrice pri takto připravovaných oce-liach dochádza počas spekania difúziou vtuhom stave. Další sposob je rozstrekova-nie kovověj legovanej taveniny inertnýmplynom alebo vodou pod vysokým tlakom.Takto· sa vyrábajú úplné predlegované práš-kové ocele. V práškovej metalurgii je sú-časne snaha spracovai vhodné čisté kovo-vé odpady na prášok, ktorý by bol použitel-ný na výrobu súčiastok a materiálov. Dotejto oblasti sa zaraďujú spůsoby výrobypráškovej ocele z odpadov, z triesok, kto-ré vznikajú pri trieskovom obrábaní ocelí,ako je sústruženie, frézovanie, vřtanie, hob-1'ovanie a pod. Základnou podmienkou využitia takéhotoodpadu, na výrobu práškovej ocele je, abyodpad bol z jedného· druhu ocele, aby z ně-ho vyrobený prášok mal stabilně a reprodu-kovatelné výhodné fyzikálně a chemickévlastnosti. Přitom samé triesky majú různýtvar a rozměry a často bývajú dlhé a skrú-tené, čomu třeba prispůsobií podmienkyspracovania na prášok. Na výrobu práško-vých ocelí z kovových triesok je doterazznámých niekolko sposobov. Podlá jedné-ho sposobu triesky z nízkouhlíkových oce-lí sa spracovávajú na prášková ocel' tak, žetieto po predbežnej úpravě na vyhovujúcuvelkost’ sa melu v špeciálnom mlýne, v kto-rom sa ochladzujú kvapalným dusíkom. Týmtriesky skrehnú a možno ich v takomto sta-ve mlieť na prášok. Nedostatkom tohto spo-sobu je, že vyžaduje špeciálny mlýn a vel-ké množstvo kvapalného dusíka. Podlá ďal-šieho sposobu, triesky aby skrehli, napředsa nauhličia a potom buď priamo z teplotynauhličovania, alebo po ochladení a opa-tovnom ohřeve sa zakalia a potom sa už me-lu na prášok známými postupmi. Podlá mé-ho postupu triesky z legovanej ocele s kon-centráciou uhlíka 1 % hmot. po predbež-nej úpravě sa ohrejú na teplotu asi 950 °Cv ochrannej atmosféře, z ktorej sa kalia dovody. Po tomto spracovaní triesky sa meluna prášok.

Vo všetkých prípadoch mletie triesok savykoná v různých mlynoch. Sú to napr. gu-l'ové, tyčové, kolíkové, tanierové, nárazovéalebo vibračně mlyny, a ich výběr je urče-ný požiadavkou vyrobit za čo najkratšiu do-bu prášok výhodnej granulometrie, najčas- tejšie s najvačším podielom častíc prevažnevelkosti niže 0,315 mm. Po mletí vo všet-kých prípadoch nevyhnutné následuje žíha-nie prášku v redukčných atmosférách naj-častejšie v štiepenom čpavku, Cielom tohtožíhania je jednak znížiť koncentráciu uhlí-ka natolko, aby sa stal prášok lisovatelným,jednak, a to je rozhodujúce, znížit koncen-tráciu kyslíka v prášku, ktorá sa zvýšila o-proti oceli predchádzajúcimi postupmi spra-covania triesok na prášok, na niže 0,2 %hmot., pretože iba prášková ocel s takou-to koncentráciou kyslíka možno úspěšně po-užit na výrobu súčiastok postupmi práško-vej metalurgie.

Nedostatkom obidvoch naposledy spomí-naných sposobov je, že vyžadujú osobitnétechnologické operácie na zvýšenie křeh-kosti triesok, ia to· buď nauhličovanie, aleboohřev na kaliacu teplotu, čo sú energetickynáročné operácie. Přitom v prvom případesa dodává trieskam nauhličovaním uhlík,ktorý sa musí potom z prášku odstráňovať.Ďalej, v obidvoch prípadoch, sú potřebnéumělé atmosféry, ktoré zdražují! proces.Dalším spoločným nedostatkom týchto spo-sobov je, že pri uvedených tepelných pro-cesoch spracovania triesok před mletím, kto-ré sa uskutočňujú pri teplotách najčastejšie900 až 1 000°C, dochádza k dodatočnej oxi-dácii triesok i po hraniciach metalografic-kých zrn. Nakolko v každej z takýchto oce-lí sa nachádza mangán a chróm, čo sú prv-ky vysokej afinity ku kyslíku, a preto ichkysličníky sú ťažko redukovatelné, a to ibapri teplotách výše 1 200 °C. Z toho důvodupo konečnom redukčnom žíhaní prášku, kto-ré sa vykonává pri teplotách 900 až 1 050 °C,aby sa vylúčilo výraznejšie spečenie, práš-ková ocel má koncentráciu kyslíka stáleešte okolo 0,5 % hmot. To znemožňuje po-užil takúto prášková ocel' na výrobu nároč-ných strojových súčiastok postupmi práško-vej metalurgie.

Uvedené nevýhody známých spůsobov navýrobu práškových ocelí z odpadných trie-sok po trieskovom obrábaní stredne a vy-sokouhlíkových legovaných ocelí sú odstra-něné sposobom podlá vynálezu, ktorého pod-stata spočívá v tom, že odpad vo formě trie-sok sa rozdrtí na kusy, s výhodou kratšieako 60 mm, ktoré sa odmastia a potom samelú na prášok, ktorý sa po vyosiati vhod-ných frakcií žíhá pri teplotách 700 až 1100stupňov Celsia, počas 0,5 až 6 hodin v at-mosféře a potom sa čiastočne spečený prá-šok rozmelie a osievaním vytriedi na potřeb-né frakcie. Žíhanie mletého prášku sa vy-koná s výhodou na vzduchu, v dusíku alebov redukčnej atmosféře obsahujúcej vodík.

Možnosť mletia takýchto triesok vo výcho-diskovom stave je podmienená skutočnos-ťou, že triesky pri ich vzniku sú ohriate nazvýšené teploty a rýchlym ochladzovanímrežnými kvapalinami zvyšujú svoju tvrdosta křehkost, preto ich možno priamo mlieť.

Claims (4)

1. 248 5 Výhodou sposobu výroby práškovej ocelemletím triesok z legovaných ocelí s koncen-tráciou uhlíka obvykle výše 0,5 % hmot. anásledným žíháním podl'a vynálezu je, žetriesky sa spracovávajú na prášok vo výcho-diskovom stave bez predúprav tepelnýmiprocesmi za účelom zvýšenia ich křehkos-ti. Mletie triesok s uvedenou koncentráciouuhlíka vo východiskovom stave podl'a vyná-lezu je možná preto, že triesky vznikajúcepri obrábaní řezáním sa ohrievajú na zvý-šené teploty a rýchlym ochladením režný-mi kvapalinami rýchlo chladnu. Tým sa zvy-šuje ich tvrdost a křehkost, čo umožňujeich priame mletie. Dalšími a rozhodujúcimivýhodami sposobu podl'a vynálezu je, že vy-lúčením tepelných predúprav sa vylučujedodatočná oxidácia častíc prášku a že prá-šok uvedenej koncentrácie kyslíka možnožíhat, v lačnějších atmosférách, a to napr.aj na vzduchu, pretože ako redukovadlo tupůsobí priamo uhlík z prášku. Tým sa zni-žuje koncentrácia uhlíka, čo zabezpečujezvýšenie lisovatelnosti prášku. Sposobompodlá vynálezu vyrobená prášková ocel mákoncentráciu kyslíka v konečnom stave ní-že 0,2 % hmot. Tým splňuje požiadavkypráškovej metalurgie na jeho použitie navýrobu náročných strojových súčiastok. Příklad 1 Sústružnické triesky z ocele o koncen-trácii mangánu 0,3 °/o, chrómu 1,5 % a uhlí-ka 1,0 % bolí v drviči polámané na kúskyroznej velkosti, ktorých dížka nepřevyšova-la 50 mm. Takéto triesky boli odmaštěnév trichlóretyléne a potom boli mleté v gu-1'ovom mlýne. Zo vzniklého kovového práškusitovaním boli oddělené frakcie velkosti 997 8 častíc niže 0,315 mm, ktoré mali koncen-tráciu kyslíka 1,4 % hmot. Tento prášok bolžíhaný pri teplote 900 °C, počas 60 minútna vzduchu. Takto připravená prášková ocelmala koncentráciu kyslíka 0,19 % hmot. apo žíhaní pri teplote 1 000 °C počas 60 mi-nút 0,15 % hmot. Příklad 2 Prášková ocel připravená z triesok a spo-sobom ako v příkladu 1, bola žíhaná pri tep-lote 900 °C počas 60 minút v dusíku. Taktopřipravená prášková ocel' mala koncentrá-ciu kyslíka 0,15 % hmot. a po žíhaní priteplote 1 000 °C počas 60 minút 0,13 °/o hmot.Příklad 3 Prášková ocel připravená z triesok a spo-sobom ako v příkladu 1, bola žíhaná pri tep-lote 900 °C počas 60 minút vo vodíku. Tak-to připravená prášková ocel mala koncen-tráciu kyslíka 0,18 % a po žíhaní pri tep-lote 1 000 °C počas 60 minút 0,10 %. Příklady potvrdzujú, že spůsobom podlávynálezu možno připravit práškovú ocel ztriesok stredne uhlíkovej legovanej ocelebez predbežnej tepelnej úpravy s konečnoukoncentráciou kyslíka niže 0,2 % hmot., ato žíháním na vzduchu, v dusíku i vo vo-díku. Výhodou sposobu ďalej je, že nevyža-duje špeciálne zariadenia a je energetickymenej náročný ako doteraz známe postupy.Sposob možno s výhodou využit na výrobupráškovej ocele zo sústružnických triesoknapr. z ložiskovej ocele, kde je ich velkývýskyt. Takáte prášková ocel je vhodná navýrobu náročných strojových súčiastok po-stupmi práškovej metalurgie. PREDMET

   1. Sposob výroby práškovej ocele z odpa-du po trieskovom obrábaní stredne a vy-sokouhlíkových legovaných ocelí mletím ažíháním, vyznačený tým, že odpad vo for-mě triesok sa rozdrví na kusy, s výhodoukratšie ako 60 mm, ktoré sa odmastia a po-tom sa melu na prášok, ktorý sa po vyosia-ti vhodných frakcií žíhá pri teplotách 700až 1100 °C počas 0,'5 až 6 hodin v atmosfé-ře a potom sa čiastočne spečený prášok roz- VYNÁLEZU melie a osievaním vytriedi na potřebné frak-cie.
2. 2. Sposob podlá bodu 1, vyznačený tým,že žíhanie prášku sa vykoná na vzduchu.
3. 3. Sposob podlá bodu 1, vyznačený tým,že žíhanie prášku sa vykoná v dusíku.
4. 4. Sposob podlá bodu 1, vyznačený tým,že žíhanie prášku sa vykoná v redukčnejatmosféře obsahujúcej vodík.