CS257476B1 - A method of producing heat treatable steel powder parts - Google Patents

A method of producing heat treatable steel powder parts Download PDF

Info

Publication number
CS257476B1
CS257476B1 CS863923A CS392386A CS257476B1 CS 257476 B1 CS257476 B1 CS 257476B1 CS 863923 A CS863923 A CS 863923A CS 392386 A CS392386 A CS 392386A CS 257476 B1 CS257476 B1 CS 257476B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
powder
components
mpa
weight
chips
Prior art date
Application number
CS863923A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS392386A1 (en
Inventor
Andrej Salak
Original Assignee
Andrej Salak
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andrej Salak filed Critical Andrej Salak
Priority to CS863923A priority Critical patent/CS257476B1/en
Publication of CS392386A1 publication Critical patent/CS392386A1/en
Publication of CS257476B1 publication Critical patent/CS257476B1/en

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Predmetom rešenia je výroba tepelne spracovatelných súčiastok z ocelových práškov, zahrňujúca spracovanie triesok, vznikajúcich pri trieskovora opracovaní kovov, obsahujúcich v hmotnostněj koncentrácii 0,2 až 1,2 % manganu, 0,4 až 1,7 % chrómu, 0,03 až 0,7 % kremíka, 0,7 až 1,5 % uhlíka a ostatok okrem znečistenín železo. Tento spósob pozostáva z rozdrobovania triesok na prášok, ktorý má koncentráciu kyslíka 0,5 až 2 % hmotnostných, zo žíhania tohto prášku s prídavkom oxidu železa 0,5 až 3 % hmotnostných v atmosféře s převážným podielom vodíka alebo dusíka pri teplote 700 až 1 100 °C, lisovania súčiastok z prášku s prídavkom grafitu, spekania súčiastok pri teplote 1 100 až 1 350 °C v atmosféře obsahujúc.ej úplné alebo prevážne vodík alebo dusík a z£utňovania spekaných súčiastok za tepla, s výhodou kováním, válcováním alebo přetlačováním.The subject of the solution is the production of heat-treatable components from steel powders, including the processing of chips generated during chip-forming machining of metals, containing in mass concentration 0.2 to 1.2% manganese, 0.4 to 1.7% chromium, 0.03 to 0.7% silicon, 0.7 to 1.5% carbon and the remainder, excluding impurities, iron. This method consists of crushing the chips into a powder having an oxygen concentration of 0.5 to 2% by weight, annealing this powder with the addition of 0.5 to 3% by weight of iron oxide in an atmosphere with a predominant proportion of hydrogen or nitrogen at a temperature of 700 to 1,100 °C, pressing the components from the powder with the addition of graphite, sintering the components at a temperature of 1,100 to 1,350 °C in an atmosphere containing completely or predominantly hydrogen or nitrogen and compacting the sintered components under heat, preferably by forging, rolling or overextrusion.

Description

257476257476

Vynález sa týká .spósobu výroby tepelne spracovatelných súčiastok z ocelových práškov,ktorý sa s výhodou používá na výrobu prášku a súčiastok z něho postupní práškovej metalur-gie .BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for the manufacture of heat treatable steel powder components, which is preferably used for the production of powder and metal powder grades thereof.

Prášky, určené na výrobu súčiastok, ktoré majú byť tepelne spracované, obsahujú před-nostně také prvky, ako mangan, chróm a křemík a k tomu vždy uhlík. Je snaha spracovalna prášok, ktorý by sa dalej použil na výrobu tepelne spracovatelných súčiastok postupmipráškovej nunetalurgie aj triesky, vznikajúce pri trieskovom opracovaní liatych ocelí,určených na tepelné spracovanie.The powders for the production of components to be heat treated preferably also contain elements such as manganese, chromium and silicon, and always carbon. It is sought to process the powder which would be used for the production of heat-treatable components of the powder-coated non-metallurgy and chips produced by the chip processing of cast steels for heat treatment.

Nedostatkom doterajších iba z výskumu známých spósobov přípravy práškov, vhodnýchna výrobu súčiastok postupmi práškovej metalurgie z róznych odpadov, vznikajúcich pri opra-covaní liatych ocelí alebo aj liatin, pretože žiadny ešt.e nie je zavedený na výrobu súčiastokje, že sa nedaří znížil koncentráciu kyslíka nevyhnutným žíháním tohto prášku na hodnotunižšiu asi ako 1 000 ppm, s výhodou 500 ppm a koncentráciu uhlíka níže 0,1 %. Nízká koncen-trácia uhlíka je nevyhnutná na dosiahnutie dobrej lisovatelnosti prášku a dobrej pevnostivýlisku v nespekanom stave, potrebnej k dalšej manipulácii s ním. Tak napr. lisovánímtlakom 589 MPa by sa mala dosiahnut hustota výliskov 6,4 až 6,7 g.cm \ čiže na úrovninormálnej lisovatelnosti iných práškov. Nízká koncentrácia kyslíka je nutná už v prášku, pretože kyslík je viazaný prevaznena prvky ako mangán, chróm a křemík a ich oxidy lažko redukovatelné. Ich přítomnost v ho--tovej spekanej i zhutnenej súčiastke zhoršuje predovšetkým húževnatostné vlastnosti. Žíhá-nie doteraz sa vykonává v atmosférách obsahujúcich prevažne vodík, alebo endotermickýplyn, čiže ide tu o redukčně atmosféry. Přitom oduhličenie jednotlivých častíc je nerovno-měrné. Menšie sú r.iekedy úplné oduhl-i.čené a váčsie len sčásti.The only drawback of the prior art from the known methods of preparing powders, suitable for the manufacture of components by powder metallurgy processes from various wastes resulting from the processing of cast steels or cast iron, since no one is yet introduced to produce components that fail to reduce the oxygen concentration necessary annealing the powder to a value of less than about 1000 ppm, preferably 500 ppm, and a carbon concentration of less than 0.1%. Low carbon concentration is necessary to achieve good compressibility of the powder and good strength in the non-sintered state needed for further handling. For example, by pressing the pressure of 589 MPa, a compacted density of 6.4 to 6.7 g.cm should be achieved, thus improving the normal compressibility of other powders. A low oxygen concentration is already required in the powder because oxygen is bound bound by elements such as manganese, chromium and silicon and their oxides are easily reducible. Their presence in the burnt sintered and densified component deteriorates in particular the toughness properties. To date, it has been carried out in atmospheres containing predominantly hydrogen or endothermic gas, thus reducing atmospheres. The decarburization of the individual particles is uneven. The smaller ones are sometimes full-blown and only partial.

Uvedené nedostatky sú odstraněné podlá vynálezu spósobom výroby tepelne spracovatelnýchsúčiastok z ocelových práškov, zahrňujúcich výrobu ocelového prášku z triesok, vznikajúcichpri trieskovom opracovaní liatych ocelí, žíhanie prášku, lisovanie súčiastok z něho, spe-kanie a zhutnovanie za tepla, ktorý je charakterizovaný tým, že triesky vznikajúce pri trieskovomopracování liatých ocelí, obsahujúce v hmotnostnej koncentrácii 0,7 až 1,5 % uhlíka, 0,2 až 1,2 %manganu, 0,40 až 1,7 % chrómu, 0,03 až 0,7 % kremíka a ostatok železo okrem znečistenín,sa rozdrobia v stave vzniku alebo po vytvrdení kalením na prášok prevažnej velkosti častícniže 0,315 mm, ktorý má 0,5 až 3 % kyslíka v hmotnostnej koncentrácii, nato sa k práškupridcl práškový oxid železa v množstve 0,5 až 4 % hmotnostných. Táto prášková zmes sa potom žíhá v atmosféře obsahujúcej úplné alebo prevážne vodíkalebo dusík pri teplotě 700 až 1 100 °C počas 0,5 až 8 h. Pro preosiati sa k prášku přidágrafit v takom množstve, aby sa po spekaní dosiahla v súčiastke koncentrácia uhlíka v roz-sahu 0,2 až 1,2 % hmotnostných. 2 tejto práškovej zmesi s obvyklým prídavkom mazadla salisujú súčiastky, ktoré sa potom spekajú pri teplote v rozsahu 1 100 až l 350 °C počas120 až 15 min. v atmosféře rosného bodu nižšieho ako -10 °C obsahujúcej úplné alebo prevažnevodík alebo dusík. Potom sa spekané súčiastky zhutňujú za tepla, a to bud lisováním, kováním,válcováním alebo přetlačováním pri teplote 650 až 1 200 °C. Tým sa vyrobia tepelne spraco-vatelné súčiastky z ocelových práškov.The above mentioned drawbacks are eliminated according to the invention by a process for the production of heat-treatable steel powder components, including the production of steel powder from chips, produced by the machining of cast steels, the powder annealing, the pressing of the parts thereof, the sintering and the heat-compaction, characterized in that the chips arising from the chipping of cast steels, containing by weight 0,7 to 1,5% carbon, 0,2 to 1,2% manganese, 0,40 to 1,7% chromium, 0,03 to 0,7% silicon and the remainder of the iron, apart from contaminants, is crushed in the state of formation or after hardening by quenching to a powder of predominant size of 0.315 mm, which has 0.5 to 3% oxygen in mass concentration, then iron oxide powder of 0.5 to 4% is powdered weight. This powder mixture is then calcined in an atmosphere containing complete or predominantly hydrogen or nitrogen at a temperature of 700 to 1100 ° C for 0.5 to 8 h. To sieve the powder in an amount sufficient to produce a concentration of carbon in the component after sintering. 0.2 to 1.2% by weight. 2 of this powder blend with conventional lubricant addition components are then sintered at a temperature in the range of 1100 to 1350 ° C for 120 to 15 minutes. in an atmosphere of dew point below -10 ° C containing complete or predominantly hydrogen or nitrogen. Thereafter, the sintered components are hot-compacted, either by pressing, forging, rolling or extruding at a temperature of 650 to 1200 ° C. This produces heat treatable steel powder components.

Hlavnou výhodou spósobu výroby podlá vynálezu je, že umožňuje spracoval doterajšíodpad, napr. triesky po sústružení, vrtaní, hoblovaní alebo frézovaní liatych ocelí uvede-ného chemického zloženia na prášok požadovanej akosti. Táto akosl je charakterizovanálisovatelnosťou, a tým aj potřebnou nÍ2kou koncentráciou uhlíka v porovnaní s jeho koncentrá-ciou v trieskach a nízkou koncentráciou kyslíka.The main advantage of the production method according to the invention is that it allows the prior art to be processed, e.g. chips after turning, drilling, planing or milling the cast steels of said chemical composition to the desired quality powder. This acosl is a characterisable, and hence necessary, low carbon concentration compared to its concentration in chips and low oxygen concentration.

To umožňuje lisoval a za uvedených podmienok spekal a zhutňoval za tepla strojovésúčiastky, ktoré sa potom pódia koncentrácie viazaného uhlíka v súčiastke podlá přídavkugrafitu či podmienok spekania s výhodou móžu bud napr. cementoval, alebo zušlachťovat podláThis makes it possible to squeeze and sintered and compacted under hot conditions the machine parts, which then can be either cemented or refined according to the adductivity or sintering conditions of the bonded carbon concentration in the component.

Claims (4)

3 257476 požiadaviek na užitkové vlastnosti súčiastky. Tým sa jednak umožní využitie odpcidnýchocelových triesok, jednak sa zníži cena prášku a tak sa prispeje k váčšiemu uplatneniuekonomicky výhodnej technologie práškovej metalurgie. Spósob je tiež energeticky výhodnějšív porovnaní s výrobou predlegovaných práskov rozstrekovaním roztavených kovov napr. vodou. Spósob podlá vynálezu je možný predovšetkým prídavkom práškového oxidu železa k práškupřed jeho žíháním v množstve, ktoré zabezpečí rovnováhu medzi kyslíkom z oxidov a z práškua uhlíkom v prášku. To umožňuje rýchle zníženie koncentrácie kyslíka a uhlíka v prášku.Súčasne vyredukované makké částice železa, vzniklé redukciou tohto oxidu, sa prispekajúna částice prášku z triesok. Tým sa zlepší ich lisovatelnost, súdržnost výlisku v nespekanomstave a spekavosť systému. Příklad 1 Triesky, vznikajúce pri sústružení liatej oce.le, obsahujúcej v hmotnostnej koncentrácii1 % uhlíka, 0,3 % mangánu, 1,5 % chrómu a 0,3 % kremíka, boli v stave vzniku rozdrobenémletím v gulovom a víbračriom mlýne na prášok, ktorý mal koncentráciu kyslíka 1,5 % hmotnost-ných. K prášku bol přidaný práškový oxid železa Fe2O^ v množstve 2 % hmotnostných. Popremiešaní bola táto prášková zmes žíhaná v dusíku pri teplote 1 050 OC počas 4 h. Prášokpo tomto žíhaní mal koncentráciu uhlíka 0,06 % a kyslíka 0,07 %. z' K prášku bol potom přidaný stearán zinočnatý ako mazadlo a grafit v množstve 0,4 resp.0,8 % hmotnostných. Z práškovej zmesi po premiešaní boli vylisované tlakom 589 MPa tyčkyrozmerov 8 x 15 x 78 mm, ktoré dosiahli hustotu 6,55 g.cm 3. Tyčky boli potom spekanévo vodíku pri teploto 1 250 °C počas 30 min a potom boli kované po ohřeve pri teplote1 050 °C. V kovariom stave tyčky, súčiastky mali hustotu 7,64 g.cm a dosiahli pri přídavkugrafitu 0,4 % medzu sklzu 476 MPa, medzu pevnoti 744 MPa, tažnost 4,1 % a kontrakciu 10,3 %a pri přídavku grafitu 0,8 % medzu, sklzu 537 MPa, medzu pevnosti 757 MPa, tažnost 3,7 %a kontrakciu 7,2 %. Z ocelového prášku, rovnakého základného chemického zloženia, vyrobeného rozstrekovaním predlegovanej kovověj taveniny vodou, spracovaného rovnakým postupom na trhacie tyčky, -3 hustoty 7,75 g.cm , sa dosiahla s prídavkom 0,4 % hmotnostných grafitu medza sklzu 335 MPa,medza pevnosti 549 MPa, tažnost 1,3 % a kontrakcia 3,3 % a pri přídavku 0,8 % grafitu medzasklzu 443 MPa, medza pevnosti 544 MPa, tažnost 4,1 % a kontrakcia 4 %. Výsledky ukazujú, že zo sústružnickych triesok spósobom podlá vynálezu sa vyrobilisúčiastky, ktoré majú vyssie pevnostně vlastnosti, ako z prášku rovnakého chemického zloženiavyrobeného rozstrekovaním vodou. Spósob možno využit v priemysle práškovej metalurgie, s využitím s výhodou napr.triesok z ložiskovej ocele, zloženia ako v příklade 1, ktorých je hromadný rýskyt bezznečistenia t.rieskami z iných druhov ocelí. Spósob možno s výhodou využit na výrobu róznychsúčiastok napr. valivých ložísk, ako krúžky s oběžnými dráhami, priložné krúžky, plávajúcekrúžky, masivně klietky, ale aj iných ako napr. ozubené kolesá, ojnice apod. P R E D Μ E T VYNALEZU3 257476 Particulate Performance Requirements. In this way, it is possible to utilize residual steel chips, on the one hand, to reduce the cost of the powder and thus contribute to a more economically advantageous powder metallurgy technology. The method is also more energy-efficient compared to producing pre-alloyed powders by spraying molten metals, e.g., water. In particular, the method of the invention is possible by the addition of iron oxide powder to the powder by its annealing in an amount which ensures a balance between the oxygen of the oxides and the powder and the carbon in the powder. This allows a rapid reduction of the oxygen and carbon concentration in the powder. The currently reduced iron particles resulting from the reduction of this oxide are added to the powder particles from the chips. This will improve their compressibility, consistency of the compact in the non-caking and sintering of the system. EXAMPLE 1 The chips resulting from the turning of cast iron, containing 1% carbon, 0.3% manganese, 1.5% chromium and 0.3% silicon, were milled in a ball-and-mill mill to form powder. which had an oxygen concentration of 1.5% by weight. Iron oxide powder Fe 2 O 2 was added to the powder at 2% by weight. The powder mixture was annealed in nitrogen at 1050 ° C for 4 h. The powder was calcined at 0.06% and 0.07% carbon, respectively. Zinc stearate was then added to the powder as a lubricant and graphite at 0.4 and 0.8% by weight. From the powder mixture after mixing, the dimensions were 8 x 15 x 78 mm sized 589 MPa rods, which reached a density of 6.55 g.cm 3. The rods were then sintered with hydrogen at 1250 ° C for 30 min and then forged after heating at temperature 150 ° C. In the covariance of the rods, the components had a density of 7.64 g.cm and achieved an additional graft of 0.4% slip of 476 MPa, a breaking strength of 744 MPa, an elongation of 4.1% and a contraction of 10.3% and a graphite of 0.8 %, a yield of 537 MPa, a breaking strength of 757 MPa, an elongation of 3.7% and a contraction of 7.2%. From a steel powder of the same basic chemical composition produced by spraying a pre-alloyed metal melt with water treated with the same procedure for tearing rods, a density of 7.75 g.cm was obtained with an addition of 0.4% by weight of a slip of 335 MPa, strength limit. 549 MPa, 1.3% elongation and 3.3% contraction, and 0.83% graphite, 443 MPa, 544 MPa, 4.1% elongation and 4% contraction. The results show that the turning chips according to the invention produce components having higher strength properties than those of the same chemical composition made by spraying with water. The method can be utilized in the powder metallurgy industry, using, for example, bearing steel strips, as in Example 1, which is a mass source of contamination from other steel grades. The method can be advantageously used for the production of various components such as rolling bearings such as raceways, enclosing rings, floating rings, cages, but also others such as gears, connecting rods, etc. 1. Spósob výroby tepelne spracovatelných súčiastok z ocelových práškov, zahrnujúcivýrobu ocelového prášku z triesok vznikajúcich pri trieskovom opracovaní liatych ocelí,žíhanie takto získaného prásku, lísovanie, spekanie a zhutňovanie za tepla súčiastok vyzna-čený tým, že triesky vznikajúce pri trieskovom opracovaní liatych oceli, obsahujúce v hmot-nostnej koncentrácii 0,7 až 1,5 % uhlíka, 0,2 až 1,2 % mangánu, 0,40 až 1,7 1 chrómu, 0,03 až 0,7 % kremíka okrem znečistenín a ostatok železo, sa rozdrobia na prášok prevažnej velkosti častíc niže 0,315 mm, ktorý má koncentráciu kyslíka v hmotnostných percentách 0,5 až 2 %, potom sa prášok, ku ktorému sa přidá práškový oxid železa v množstve 0,5 až 257476 3 % hmotnostných, sa žíhá pri teplote 700 až 1 100 °C počas 0,5 až 8 h v atmosféře obsa-hujúcej úplné alebo prevažne vodík alebo dusík, potom sa z preosiateho prášku s prídavkomgrafitu a mazadla lisujú súčiastky, ktoré sa spekajú pri teplote 1 100 až 1 350 °C počas15 až 120 min v atmosféře obsahujúcej úplné alebo prevažne vodík alebo dusík rosného bodunižšieho ako -10 °C, potom sa spekané súčiastky zhutňujú za tepla pri teplote 650 až 1 200 °C.A method for producing heat-treatable steel powder components, comprising producing a steel powder from the chips produced by the casting, chipping, sintering, and hot-compacting of the hot-rolled parts, characterized in that the chips produced by the cast steel machining are containing by weight 0.7 to 1.5% of carbon, 0.2 to 1.2% of manganese, 0.40 to 1.7 1 of chromium, 0.03 to 0.7% of silicon in addition to contaminants and residual iron is crushed to a predominant particle size powder of less than 0.315 mm having an oxygen concentration of 0.5 to 2% by weight, then the powder to which iron oxide powder is added in an amount of 0.5 to 257476 3% by weight is annealed at a temperature of 700 to 1100 ° C for 0.5 to 8 hours in an atmosphere containing complete or predominantly hydrogen or nitrogen, then compressed from the screened powder and the lubricant components sintering at 1100 to 1350 ° C for 15 to 120 minutes in an atmosphere containing complete or predominantly hydrogen or nitrogen dew point below -10 ° C, then sintering the components at a temperature of 650 to 1200 ° C . 2. Spósob podlá bodu 1 vyznačený tým, ocelové triesky sú rozdrobované v stave ichvzniku alebo v stave po vytvrdení s výhodou kalením. 3: Spósob podlá bodu 1 vyznačený tým, že k žíhanému prášku sa přidá grafit v takommnožstve, aby po spekaní sa dosiahla koncentrácia uhlíka v súčiastke v rozsahu 0,2 až1,2 % hmotnostných.2. A method according to claim 1, characterized in that the steel chips are crushed in the state of their formation or after curing, preferably by quenching. 3. Method according to claim 1, characterized in that graphite is added to the annealed powder in such a way that, after sintering, the carbon concentration in the component is obtained in the range of 0.2 to 1.2% by weight. 4. Spósob podlá bodu 1 vyznačený tým, že spekané súčiastky sú zhutftované za tepla budlisováním alebo kováním, válcováním, přetlačováním. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs4. A method according to claim 1, wherein the sintered components are heat-compacted by compression or forging, rolling, extrusion. Severografia, n. P., MOST Price 2,40 Kcs
CS863923A 1986-05-29 1986-05-29 A method of producing heat treatable steel powder parts CS257476B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS863923A CS257476B1 (en) 1986-05-29 1986-05-29 A method of producing heat treatable steel powder parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS863923A CS257476B1 (en) 1986-05-29 1986-05-29 A method of producing heat treatable steel powder parts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS392386A1 CS392386A1 (en) 1987-10-15
CS257476B1 true CS257476B1 (en) 1988-05-16

Family

ID=5380703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS863923A CS257476B1 (en) 1986-05-29 1986-05-29 A method of producing heat treatable steel powder parts

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS257476B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS392386A1 (en) 1987-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5540883A (en) Method of producing bearings
US6171546B1 (en) Powder metallurgical body with compacted surface
US4253874A (en) Alloys steel powders
SE447071B (en) SPRAY-SPRAYED ALLOY STEEL POWDER
WO1994005822A1 (en) Powder metal alloy process
US4448746A (en) Process for producing alloy steel powder
JP2015108195A (en) Low alloy steel powder
GB2030598A (en) Method of manufacture of sintered parts
US3144329A (en) Method for producing rolled steel products
JPH0849047A (en) Alloy steel powder for powder metallurgy
CA2101758A1 (en) Method of recycling scrap metal
US3419383A (en) Producing pulverulent iron for powder metallurgy by multistage reduction
EP0108175B1 (en) Process for producing alloy steel powder
CS257476B1 (en) A method of producing heat treatable steel powder parts
US6967001B2 (en) Method for sintering a carbon steel part using a hydrocolloid binder as carbon source
US12378645B2 (en) Iron-based mixed powder for powder metallurgy and iron-based sintered body
EP0024217B1 (en) Process for producing a compacted powder metal part
US4321091A (en) Method for producing hot forged material from powder
JPH0689361B2 (en) High-strength iron-based powder with excellent machinability and method for producing the same
EP1066128B1 (en) Metal powders obtained from residue of material removal processes on iron parts produced by chill casting
RU2360769C2 (en) Method of iron powder receiving
SU936547A1 (en) Method of producing steel powder from shavings
Bolton et al. The heat treatment of high speed steel metal matrix composites
SU1514811A1 (en) Method of precessing metal-abrasive slime of alloyed steel
US3418104A (en) Producing pulverulent iron for powder metallurgy by compacting feed stocks