CS272825B1

CS272825B1 - Tough secondary hardenable steel

Info

Publication number: CS272825B1
Application number: CS686489A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Csc Krejcik; Vaclav Ing Lieberzeit
Original assignee: Jiri Ing Csc Krejcik; Vaclav Ing Lieberzeit
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1989-10-04
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS686489A1

Description

(57) Ocel určená pro objemové tváření a stříhání za studená má složení 0,5 až 0,8 % hmot. uhlíku, 3,8 až 5,2 % hmot. chrómu, 1,0 až 3,0 % hmot. molybdenu, 1,0 až 3,0 % hmot. wolframu, 0,5 až 0,9 % hmot vanadu, stopy až 0,01 % hmot. eeru, stopy až 0,01 % hmot. vápníku, stopy až 0,01 % hmot. hořčíku a 0,02 až 0,07 hmot. dusíku.

272 825 (ID , (13) Bl (51) Int. CI.⁵

C 22 C 38/22, C 22 C 38/24

CS 272 825 BI

Vynález se týká houževnaté, sekundárně vytvrditelné oceli pro práci za studená, vhodné pro nástroje pracující v podmínkách velkého tlakového namáhání, cyklického rázového namáhání a kombinace abrazivního a adhezního opotřebení.

Ve skupině houževnatých ocelí pro práci za studená s dobrou pevností a odolností proti opotřebení se v současné době vyrábějí oceli na bázi wolfram-chrom, chrom-molybdeň-vanad, nikl-chrom apod. Jedná se vesměs o mírně podeutektoidní až mírně nadeutektoidní oceli. Kombinace vlastností, odolnosti proti potřebení a pevnostní parametry v tlaku na straně jedné a rázové houževnatosti a únavové charakteristiky na straně druhé však nejsou na požadované úrovni. S rostoucí popouštěcí teplotou sice rostou plastické vlastnosti, podstatně však klesají pevnostní parametry a otěruvzdornost. Proto se tyto.oceli popouští na teploty do 300 až 350 °C. Nevýhodou těchto relativně nízkých popouštěcích teplot je, že brání použití moderních povrchových úprav funkčních ploch chemicko-tepelným zpracováním a fyzikálními postupy povlakování, které vyžadují teploty vyšší. Rovněž kalící pnutí jsou po tomto nízkotepelném popouštění ještě značná a zabraňují širšímu uplatnění progresivních způsobů elektroerozivního obrábění.

V poslední době se z výše uvedených důvodů prosazují ve skupině tvářecích a střížních nástrojů za studená ledeburitické oceli, které se popouští na teploty nad 500 °G. Oceli mají vysokou odolnost proti opotřebení a vysokou mez pevnosti v tlaku. Úroveň houževnatosti, odolnosti proti vyštipování funkčních hran a vlastností únavových je však nedostatečná. Vzhledem k vysokému obsahu legujících přísad je jejich výroba neekonomická, polotovary mají značnou heterogenitu a karbidickou řádkovitost, které vedou k výrazné anizotropíi vlastností. Rovněž využití většího množství přísad pro zpevnění oceli je nízké s ohledem na jejich vazbu v eutektických karbidech a tím neúčast -ve strukturních přeměnách při popouštění v oblasti sekundární tvrdosti. Ro tepelném zpracování v provozních podmínkách závodů mají oceli mnohdy zvýšený obsah stabilizovaného austenitu, který zhoršuje užité vlastnosti oceli v důsledku nižších pevnostních hodnot a plastických deformací funkčních hran.

Uvedené nedostatky odstraňuje houževnatá, sekundárně vytvrditelná ocel podle vynálezu, určená pro objemové tváření a stříhání za studená, obsahující 1 až 3 % hmot. molybdenu, 1 až 3 % hmot. wolframu, 3,8 až 5,5 % hmot. chrómu, stopy až 0,01 % hmot. ceru, stopy až 0,01 % hmot. vápníku, stopy až 0,01 % hmot. hořčíku a 0,02 až 0,07 % hmot. dusíku. Podstatou řešení je, že ocel dále obsahuje nižší obsah uhlíku 0,5 až 0,8 % hmot. a 0,5 až 0,9 96 hmot. vanadu.

Vhodné kombinace vlastností - vysoké houževnatosti a odolnosti proti únavovému porušení při velmi dobré odolnosti proti opotřebení, obrobitelností a obrusitelnosti se dosahuje tepelným zpracováním. Technologie tepelného zpracování spočívá v kalení z teploty v rozmezi Ac_{1 2} + 100 až Ac_{1 2} + 300 °C v oleji, na vzduchu, v solné lázni o teplotě 220 až 500 ^éC nebo v proudů inertního plynu a popouštění nejméně dvakrát při teplotě ležící 0 až 100 °C za maximem sekundární tvrdosti. Alternativně se ocel kalí z teploty Ac. ₀ + 20 °C až Ac, , + 100 °C do oleje, ve vzduchu, v solné lázni o teplotě 220 až 500 C nebo v proudu inertního plynu a popouští na teplotě 150 az 300 °C.

Ocel podle vynálezu je vhodná pro následné povrchové úpravy moderními fyzikálními procesy, povlakování vrstvami TiN a TiC a pro laserové tepelné opracování, i pro klasické pochody chemicko-tepelného zpracování nitridací a karbonitridací. Vzhledem k výši popouštěcích teplot nad 500 °C je získaná struktura bez kalicích pnutí, proto lze s výhodou aplikovat progresivní technologii výroby tvaru nástrojů elektrojiskrovým obráběním.

Ocel je vhodná na nástroje pro objemové tváření za studená, střižní nástroje, zejména pro moderní postupy přesného stříhání a postupného vystřihování, pro děrovací razníky a obráběcí nástroje. Rro další zlepšení užitných vlastností a výkonnosti je ·>

CS 272 825 B1 doporučeno povlakování funkčních částí nástrojů vrstvami TiN a TiC nebo nitridace a karbonitridace povrchu.

Ocel podle vynálezu je blíže popsána v následujících příkladech:

Příklad 1 ' Ocel o chemickém složení 0,62 % hmot. uhlíku, 3,9 % hmot. chrómu, 2,2 % hmot. wolframu, 1,4 % hmot. molybdenu, 0,7 % hmot. vanadu, 0,007 % hmot. ceru, 0,062 % hmot. dusíku, 0,001 % hmot. vápníku a 0,005 % hmot. hořčíku byla použita na výrobu razníku pro ražení hlav šroubů M 16 za studená. V porovnání s vysokolegovanou ocelí ,9 830 došlo ke dvojnásobnému zvýšení životnosti. Ocel byla teplotně zpracována za těchto podmínek:

kalicí teplota: 1080 °C ochlazovací prostředí: dusík popouštěcí teplota: 540 °C finální tvrdost: 59 až 60 HRC

Příklad 2

Razník pro ražení hlav šroubů podle příkladu 1 byl povlakován vrstvou TiN o tlouštce 3 /Um. V porovnání s nepovlakovaným nástrojem došlo k dalšímu zdvojnásobení živostnosti.

Příklad 3

Ocel o chemickém složení jako v příkladu 1 byla použita pro výrobu razicí zápustky za studená. V porovnání s ocelí 19733 se zvýšila životnost trojnásobně: Podmínky tepelného zpracování byly následující:

kalicí teplota: 1100 °C ochlazovací prostředí: solná lázeň o teplotě 450 °C popouštěcí teplota: 530 °C finální tvrdost: 58 až 59 HRC

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Houževnatá, sekundárně vytvrditelná ocel pro objemové tváření a stříhání za studená, obsahující 1 až 3 % hmot. molybdenu, 1 až 3 % hmot. wolframu, 3,8 až 5,5 % hmot. chrómu, stopy až 0,01 % hmot ceru, stopy až 0,01 % hmot. vápníku, stopy až 0,01 % hmot. hořčíku a 0,02 až 0,07 % hmot. dusíku, vaznačená tím, že obsahuje nižší obsah uhlíku 0,5 až 0,8 % hmot. a 0,5 až 0,9 % hmot. vanadu.