CS248998B1 - A method for producing steel powder with higher metal chip sintering - Google Patents
A method for producing steel powder with higher metal chip sintering Download PDFInfo
- Publication number
- CS248998B1 CS248998B1 CS376585A CS376585A CS248998B1 CS 248998 B1 CS248998 B1 CS 248998B1 CS 376585 A CS376585 A CS 376585A CS 376585 A CS376585 A CS 376585A CS 248998 B1 CS248998 B1 CS 248998B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- powder
- chips
- steel
- sintering
- mill
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Účelom riešenia je připravit prášková ocel' vyššej spekavosti z odpadných kovových triesok, ktoré vznikajú pri obrábaní uhlíkových ocelí, ktorá sa použije na výrobu súčiastok a materiálov postupmi práškovej metalurgie. Na rozdiel od známých postupov, je sposob charakterizovaný tým, že triesky sa napřed oduhličia a potom sa podrobia mletiu vo vírivom nárazovom mlýne, v ktorom vznikne deformačně spevnený prášok, ktorý sa potom žíhá. Prášok po tomto spracovaním má vyššiu spekavosť v dosledku jemnozrnejšej struktúry a vačšej poruchovosti kryštalickej mriežky. Koncentrácie uhlíka a kyslíka v prášku sú niže 0,1 percenta hmot.The purpose of the solution is to prepare powder steel of higher sintering capacity from waste metal chips, which are formed during machining of carbon steels, which is used for the production of components and materials by powder metallurgy processes. In contrast to known processes, the method is characterized by the fact that the chips are first decarburized and then subjected to grinding in a vortex impact mill, in which a deformation-strengthened powder is formed, which is then annealed. The powder after this processing has a higher sintering capacity due to a finer-grained structure and a greater degree of crystal lattice defects. The concentrations of carbon and oxygen in the powder are less than 0.1 percent by mass.
Description
Vynález sa lýka výroby práškovej ocele vysokej spekavosti z kovových triesok, vznikajúcich pri obrábaní uhlíkových legovaných ocelí, ktorá sa s výhodou použije na výrobu materiálov a súčiastok vysokých vlastností postupmi práškovej metalurgie.The invention relates to the manufacture of high-sintering powder steel from metal chips resulting from the machining of carbon alloy steels, which is preferably used for the production of materials and high-performance components by powder metallurgy processes.
Na výrobu práškových ocelí, vhodných na výrobu sňčiasíOk a materiálov postupmi práškovej metalurgie, z roznych ocelových odpadov, je známých niekolko sposobov. Ide tu predovšetkým o spracovanie kovových triesok, ktoré vznikajú pri obrábaní ocelí řezáním, ako je sústruženie, frézovanie, vrtáme, hoblovanie a pod. Přitom takéto triesky majú rozny tvar a rozměry a často bývajú dlhé a skrútené. Tomu třeba prisposobiť podmienky spracovania na prášok. Základnou podmienkou využitia takéhoto odpadu na výrobu práškovej ocele je, aby odpad bol z jedného druhu ocele, aby potom vyrobený prášok mal stabilně a reprodukovatelné výhodné fyzikálně a chemické vlastnosti. Takto vyrobený prášok musí splňoval požiadavky čo do granulometrického zloženia, lisovateínosti a chemíckej čistoty, charakterizovanej často koncentráciou kyslíka, ktorú by mel mať obvykle niže 0,2 % hmot. K zvýšeniu koncentrácie kyslíka v porovnaní s kompaktnou oeelou dochádza jednak pri obrábaní, jednak pri procesoch ich spracovania na prášok. Na výrobu práškových ocelí z kovových triesok je doteraz známých niekolko sposobov. Podlá jedného z nich triesky z nízkouhlíkových ocelí sa spracovávajú na prášok tak, že tieto sa po predbežnej úpravě na vyhovujúcu velkost melú v špeciálnom mlýne, v ktorom sa vopred ochlrdzujú kvapalným dusíkom. Tým triesky skrehnú a v tomto stave možno ich mliet na prášok. Nedostatkom tohto sposobu je, že vyžaduje špeciálny mlýn a velké množstvo kvapalného dusíka. Podle dalšieho sposobu, triesky, aby skrehli, napřed sa nauhličia a potom sa buď priamo z nauhličujúcej teploty, alebo po ochladení a opatovnom ohřeve zakalia a potom sa melú na prášok známými postupmi. Podlá iriého sposobu triesky z legovanej ocele s koncentráciou uhlíka 1 % hmot. sa ohrejú na teplotu asi 950 °C v ochronnej atmosféře, z ktorej sa kalia do vody. Po tomto spracovaní triesky sa melú na prášok známými postupmi. Vo všetkých prípadoch mletie triesok sa vykonává v známých mlynoch, ako sú napr. gulové, tyčové, kolíkové, tanierové, kuželové, nárazové alebo vibračně mlyny. Výběr mlynov je určený požiadavkou vyrobit za čo najkratšiu dobu prášok výhodnej grenulometrie s najvačším podielom častíc velkosti prevažne niže 0,315 mm. Po mletí vo všetkých prípadoch následuje žíháme prášku v redukčných atmosférách, najčastejšie v štiepenom čpavku. Cielom tohto žíhania je jednak znížiť koncentráciu uhlíka natolko, aby prášok sa stal lisovatelným, jednak, a to je rozhodujúce, znížiť koncentráciu kyslíka v prášku, ktorá sa zvýšila oproti jej koncentrácii v oceli predchádzajúcimi postupmi spracovania triesok na prášok, na niže 0,2 % hmot., pretože iba práškovú ocel s takouto koncentráciou kyslíka možno úspěšně použiť na výrobu súčiastok postupmi práškovej metalurgie.Several methods are known for the production of powder steels suitable for the manufacture of powder and materials by powder metallurgy processes from various steel wastes. It is mainly processing of metal chips, which arise during machining of steels by cutting, such as turning, milling, drilling, planing and the like. Such chips have different shapes and dimensions and are often long and twisted. The processing conditions for the powder must be adapted to this. The basic condition for the use of such wastes for the production of powder steel is that the wastes are of one type of steel, so that the powder produced has stable and reproducible advantageous physical and chemical properties. The powder thus produced must meet the requirements in terms of granulometric composition, compressibility and chemical purity, often characterized by an oxygen concentration, which should normally have less than 0.2% by weight. The oxygen concentration is increased in comparison with the compact oeel both in machining and in powder processing processes. Several methods have been known so far for the production of powder steels from metal chips. According to one of these, low carbon steel chips are pulverized such that after pre-treatment to a suitable size they are ground in a special mill in which they are pre-cooled with liquid nitrogen. As a result, the chips become brittle and in this state they can be ground into powder. The disadvantage of this method is that it requires a special mill and a large amount of liquid nitrogen. According to another method, the chips to become brittle, are first carburized and then either directly from the carburizing temperature or, after cooling and careful heating, become cloudy and then ground to a powder by known methods. According to the irradiated method of alloy steel chips with a carbon concentration of 1% by weight. are heated to a temperature of about 950 ° C in a protective atmosphere from which they are quenched into water. After this treatment, the chips are ground to a powder by known methods. In all cases, the grinding of the chips is carried out in known mills, such as e.g. ball, bar, pin, plate, cone, impact or vibration mills. The selection of the mills is determined by the requirement to produce, in the shortest possible time, a powder of advantageous grenulometry with the largest proportion of particles of a size predominantly less than 0.315 mm. The grinding in all cases is followed by annealing of the powder in reducing atmospheres, most often in split ammonia. The purpose of this annealing is to reduce the carbon concentration sufficiently to make the powder compressible and, decisively, to reduce the oxygen concentration in the powder, which has been increased compared to its concentration in steel by the previous processes of processing the chips into powder to below 0.2% %, since only powder steel with such an oxygen concentration can be successfully used for the production of components by powder metallurgy processes.
Nedostatkom obidvoch naposledy spomínaných spůsobov je, že vyžadujú osobitné technologické operácie na zvýšenie křehkosti triesok, a to bud nauhličovanie, alebo ohřev na kaliacu teplotu, čo sú energeticky náročné operácie. Přitom v prvom případe sa dodává trieskam nauhličovaním uhlík, ktorý sa potom musí opat odstránit. Ďalej v obidvoch prípadoch sú potřebné umělé atmosféry, které zdražujú výrobu. Ďalším spoločným nedostatkom týchto spůsobov je, že při uvedených tepelných procesoch triesek před mletím, ktoré sa uskutočňujú najčastejšie pri teplotách 900 až 1 000 °C, dochádza k dodatočnej oxidácii triesok, najma po hraniciach metalografických zrn. Nakol'ko takéto opele sú legované prevažne mangánom a chrómom, čo sú prvky vysokej afinity ku kyslíku, ich kysličníky sú fažko redukovatelné, a to iba pri teplotách výše 1 200 stupňov Celsia. Z toho důvodu po konečnom redukčnom žíhaní prášku, ktoré sa vykonává pri teplotách 900 až 1 050 °C, aby sa vylúčilo výraznejšie spečenie, prášková ocel má koncentráciu kyslíka stále ešte okolo 0,5 % hmot. To znemožňuje použiť takúto práškovú ocel na výrobu náročných strojových súčiastok postupmi práškovej metalurgie. Ďalším nedostatkom uvedených sposobov je, že častíce takto vyrobeného prášku tým, že vznikli z plochých triesok, majú poměrně malý měrný povrch a že ich konečná operácia je vysokoteplotně žíhanie, vyznačujú sa menšou spekacou aktivitou, ktorá sa prejavuje v nižších mechanických vlastnostiach súčiastok v spekanom stave v porovnaní s práškami připravenými inými sposobmi, napr. rozstrekovaním.A disadvantage of both of the latter is that they require special technological operations to increase the fragility of the chips, either by carburizing or by heating to a quenching temperature, which are energy-intensive operations. In the first case, carbon is supplied to the chips by carburization, which must then be removed. Furthermore, in both cases, artificial atmospheres are needed which make production more expensive. A further common drawback of these processes is that in the above-mentioned milling thermal processes, which are carried out most often at temperatures of 900 to 1000 ° C, additional chips oxidation occurs, especially at the metallographic grain boundaries. Since such poles are predominantly alloyed with manganese and chromium, which are elements of high affinity for oxygen, their oxides are readily reducible, and only at temperatures above 1,200 degrees Celsius. Therefore, after the final reduction annealing of the powder, which is carried out at temperatures of 900 to 1050 ° C in order to avoid a significant sintering, the steel powder still has an oxygen concentration of about 0.5% by weight. This makes it impossible to use such powder steel to produce sophisticated machine parts by powder metallurgy processes. A further disadvantage of the above-mentioned methods is that the particles of the powder thus produced, by being formed from flat chips, have a relatively small specific surface and that their final operation is high-temperature annealing, they are characterized by less sintering activity which results in lower mechanical properties of the sintered components. compared to powders prepared by other methods, e.g. spray.
Uvedené nevýhody známých sposobov výroby práškových ocelí z odpadných triesok uhlíkových legovaných ocelí sú oclstránené sposobom podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že ocelové triesky sa rozdrvia na kúsky s výhodou kratšie ako 10 milimetrov, ktoré sa odmastia a potom sa žíhajú pri teplotách 700 až 1150 °C, počas 0,5 až 6 hodin v redukčnej atmosféře, obsahujúcej vodík, po čom následuje mletie vo vírivom mlýne na prášok, ktorý sa potom žíhá pri teplotách 000 až 900 °C počas 0,5 až 3 hodin v redukčnej atmosféře, obsahujúcej vodík a nakoniec pri žíhaní čiastočne spečený prášok sa rozmelie a osievaním pretriedi na potřebné frakcie.The above-mentioned disadvantages of the known processes for producing powder steels from carbon alloy steel waste chips are avoided by the process according to the invention, which consists in that the steel chips are shredded into pieces preferably shorter than 10 millimeters, which are degreased and then calcined at 700 to 700 ° C. 1150 ° C, for 0.5 to 6 hours in a hydrogen-containing reducing atmosphere, followed by milling in a fluidized-bed mill, which is then calcined at a temperature of 000 to 900 ° C for 0.5 to 3 hours in a reducing atmosphere, containing hydrogen and finally the annealed partially sintered powder is ground and screened to the desired fractions.
Hlavnou výhodou sposobu podlá vynálezu je, že vyrobená prášková ocel' sa vyznačuje vyššou spekavosťou, ako prášky vyrobené z odpadných triesok uvedenými sposobmi. Spekavosť je tu charakterizovaná zvýšením hustoty vzoriek počas spekania. Vyššia spe9 4 Π 9 9 8 rí kavosť prášku, vyrobeného sposobom podl'a vynálezu, je spósobená tým, že triesky sa napřed oduhllčia, aby ich bolo možné mliet v makkom stave vo vírivom nárazovom mlýne, pretože iba v tomto mlýne možno mlieť húževnaté kovy, na rozdiel od známých postupov, pri ktorých sa naopak vyžaduje vysoká křehkost triesok, aby ich bolo možné mlieť v predtým spomínaných mlynoch. Pri mletí makkých triesok vo vírivom nárazovom mlýne v důsledku vysokého deformačného spevnenia, ku ktorému tam dochádza, vzniká prášok. Tento prášok na odstránenie spevnenia, aby bol lisovatelný, sa potom žíhá, pričom dosiahne strukturu, ktorá má vačší počet poruch a jemnozrnejšiu štruktúru, ako prášky, ktoré neboli deformačně spevnené pri iných sposoboch. To má za následok vyššiu spekavosf takéhoto prášku v dosledku zrýchlenia difúznych procesov, Takýto prášok možno s výhodou použit na výrobu spekaných súčiastok vyšších mechanických vlastností, a najma súčiastok dynamicky namáhaných, pretože prášok vo východiskovom stave má koncentráciu uhlika a kyslíka niže 0,1 % hmot. a uvedenú jemnozrnejšiu štruktúru.The main advantage of the process according to the invention is that the powdered steel produced is characterized by a higher sintering performance than powders produced from waste chips by the said processes. Sintering is here characterized by increasing the density of the samples during sintering. The higher specificity of the powder produced according to the invention is due to the fact that the chips are first dehumidified so that they can be ground in a whirling impact mill, as only the tough metals can be milled in this mill. , in contrast to known processes, which in turn require high chip fragility in order to be ground in the aforementioned mills. The milling of poppy chips in a whirling impact mill results in a powder due to the high deformation hardening occurring there. This consolidation-removing powder to be compressible is then annealed to achieve a structure having a greater number of failures and a finer-grained structure than powders that have not been deformed in other ways. This powder can advantageously be used for the production of sintered components of higher mechanical properties, and in particular of dynamically stressed components, since the initial powder has a carbon and oxygen concentration of less than 0.1% by weight. . and said finer structure.
V případe potřeby k práškovej oceli podfa vynálezu možno· primiešavať ďalšie legúry, pričom tým, že tento prášok má vyššiu spekavosť, ktorá je prejavom vyššej štruktúrnej aktivity, počas spekania dojde k rýchlejšiemu nalegovaniu matrice přidanými prvkami, než je to pri práškoch připravených inými sposobmi.If desired, additional alloying may be admixed with the powder steel of the present invention, since the powder has a higher sintering effect, which exhibits a higher structural activity, during sintering, will accelerate the alloying of the matrix with the added elements than with powders prepared by other methods.
PříkladExample
Sústružnické triesky z ocele, koncentrá-Turning chips of steel, concentrates
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS376585A CS248998B1 (en) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | A method for producing steel powder with higher metal chip sintering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS376585A CS248998B1 (en) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | A method for producing steel powder with higher metal chip sintering |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS248998B1 true CS248998B1 (en) | 1987-03-12 |
Family
ID=5378686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS376585A CS248998B1 (en) | 1985-05-27 | 1985-05-27 | A method for producing steel powder with higher metal chip sintering |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS248998B1 (en) |
-
1985
- 1985-05-27 CS CS376585A patent/CS248998B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3591362A (en) | Composite metal powder | |
| JP3073526B2 (en) | Iron-based powder composition, sintered product and method for improving machinability of sintered product | |
| US3779714A (en) | Dispersion strengthening of metals by internal oxidation | |
| US3723092A (en) | Composite metal powder and production thereof | |
| US4913739A (en) | Method for powder metallurgical production of structural parts of great strength and hardness from Si-Mn or Si-Mn-C alloyed steels | |
| US3836355A (en) | Steel powder containing phosphorus | |
| UA77578C2 (en) | Nano-crystal metal material having high hardness, strength and viscosity and method for making nano-crystal material, steel and cast iron | |
| US3887402A (en) | Method for producing high density steel powders | |
| EP0311369A1 (en) | Method for the production of a composite metal powder and the powder produced thereby | |
| US3832156A (en) | Powdered metal process | |
| GB2150157A (en) | Wrought powder metallurgy processing | |
| US3591349A (en) | High carbon tool steels by powder metallurgy | |
| CS248998B1 (en) | A method for producing steel powder with higher metal chip sintering | |
| US4123294A (en) | Method of separating ferritic steel or ductile iron from certain nonferrous metals | |
| DE69226382T2 (en) | METHOD FOR RECYCLING SCRAP | |
| JPH03166330A (en) | Tough titanium alloy and its manufacture | |
| US2315302A (en) | Process of manufacturing shaped bodies from iron powders | |
| US3737301A (en) | Process for producing iron-molybdenum alloy powder metal | |
| Murr et al. | Structure and hardness of explosively consolidated molybdenum | |
| CS248997B1 (en) | Method of steel powder production from middle- and high-carbon steels' cutting waste | |
| US4321091A (en) | Method for producing hot forged material from powder | |
| GB2150156A (en) | Wrought powder metallurgy processing | |
| US2373158A (en) | Brass powders | |
| RU1803268C (en) | Method of preparing composite disperse-hardened material on aluminium base | |
| Zadra et al. | In-situ precipitation of Al2O3 and κ-Fe3AlC0. 5 in iron aluminides through spark plasma sintering: Microstructures and mechanical properties |