CZ95898A3

CZ95898A3 - Práškovou metalurgií za studena vyrobené předměty s odolností v odběru, s vysokou rázovou houževnatostí z nástrojové oceli a způsob jejich výroby

Info

Publication number: CZ95898A3
Application number: CZ98958A
Authority: CZ
Inventors: Kenneth E. Pinnow; William Stasko
Original assignee: Crucible Materials Corporation
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-09-15
Also published as: EP0875588A2; AR012350A1; ES2207793T3; SK45698A3; EP0875588A3; KR19980081249A; PT875588E; HUP9800590A3; DE69818138D1; TW363000B; CA2231133A1; SK284795B6; MY120438A; HU9800590D0; US5830287A; JP4162289B2; US5989490A; EP0875588B1; PL325752A1; HU220558B1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká práškovou metalurgií za studená vyrobených předmětů z nástrojové oceli, s odolností v odéru a s vysokou rázovou houževnatostí a způsobu jejich výroby, a to dusíkem atomizovaných a předem legovaných práškovaných čás teček. Předměty s e vy z na čuj í vy so kou rázovou hou--------------ževnatostí a s jejich velmi dobrou odolností v oděru>se zvláště hodí jako průbojníky, razidla i pro další předměty opracovávání kovů, kde jsou takové vlastnosti žádoucí.

Dosavadní stav techniky

Obráběcí účinnost je komplěxní souhrn, závislý na četných různých faktorech, jako je účel a způsob obrábění, přítomnost či nepřítomnost účinné úpravy povrchu či krycí vrstvy, podmínky, za kterých se skutečně pracuje, a posléze i základní a zásadní vlastnosti řezných předmětů. Při zpracovávání za studená jsou nejdůležitějšími faktory, ovlivňujícími životnost předmětu odolnost v oděru, houževnatost a pevnost, a to i při použití krycí vrstvy nebo povrchové úpravy. V četných případech je odolnost v oděru vlastností, jež ovládá a kontroluje životnost předmětu, zatím co v jiných případech je žádoucí pro nejlepší výkonnost kombinace dobré odolnosti v oděru a velmi vysoké pevnosti.

Metalurgickéfaktory, ovlivňující odolnost v oděru, tuhost a pevnost za studená zpracovaných předmětů z nástrojové oceli jsou dobře známé. Tak například zvýšením teploty u jakéhokoli ocelového řezného nástroje se zvýší jeho odolnost v oděru i pevnost v tlaku. Avšak pro danou hladinu tvrdosti mohou se lišící se řezné nástroje projevit značně rozdílnou rázovou houževnatostí i odolností v oděru v závislosti na složení, velikosti a množství primárních fíerozpuštěných karbidů v • ·

-2v odpovídající mikrostruktuře. Předměty z nástrojové oceli vysokým obsahem uhlíku z odpovídající slitiny, mohou obsahovat v závislosti na podílu chrómu, wolframu, molybdenu a vanadu v odpovídající mikrostruktuře primární karbidy typu MyCp MgC a/nebo MC. Karbid MC-typu, bohatý na vanad, je nejtvrdší a proto nejlépe obstojí v oděru z primárních karbidů, obvykle zjištěných ve vysoce legovaných ocelových řezných předmětech; následují v klesajícím pořadí co do tuhosti a odolnosti proti oderu karbidy, bohaté na wolfram a molybden typu MgC a karbity bohaté na chrom typu ΜγΟ^. Z tohoto důvodu-------slévání s vanadem za tvorby primárních karbidů typu MC se provádí v praxi se zřetelem na zvýšení odolnosti proti oděru jak v případě běžných ocelí s litím do ingotů, tak i nástrojových ocelí, zpracov₈ných práškovou metalurgií, a to po řadu let·

Tuhost řezných ocelových předmětů je z velké míry závislá na tvrdosti a složení matrice, jakož i na množství, velikosti a distribuci primárních karbidů v mikrostruktuře· Z tohoto hlediska je rázová houževnatost nástrojových ocelí, , litých do ingotů, obvykle nižší, než u předmětů, upravených práškovanou metalurgií, a to i při podobném složení obsahují velké primární karbidy a špatně uspořádané mikrostruktury v ocelích po lití do ingotů. V důsledku toho byl vyroben značný počet studeně zpracovaných a to za studená, s vysokou houževnatostí, bohatých na vanad, a to postupem práškované metalurgie za použití ocelí se zahrnutím oněch, jak jsou popsány ( PM 8Cr4V) v US.pat.spise 4 863 515 a v případě PM 5CrlOV v US.pat.spise 4 249 945, dále v případě PM 5Crl5V v US.pat.spise 5 344 477. Avšak navzdory velkému zlepšení z hlediska odolnosti proti odetu a tuhosti, či obou z těchto vlastností uvedených PM ocelí, žádná z nich v sobe nezahrnuje kombinaci velmi vysoké rázové houževnatosti a dobré odolnosti proti oděru, jak je to třeba při řezání, vysekávání a děrování Či provrtávání.

Při práci se zřetelem dále zlepšit tuhost ocelových předmětů po zpracování za studená bylo zjištěno ve·shodě s tímto • ·

-3vynálezem, že lze dosáhhout pozoruhodného zvýšení rázové houževnatosti u ocelových předmětů., zpracovaných za studená, s obsahem vanadu, a to práškovanou metalurgií snížením obsahu primárního karbidu, obsaženého v mikrostruktuře a kontrolou jejich složení i zpracovávání tak, že karbidy typu MC, bohaté na vanad, jsou v podstatě pouze primárními karbidy, které zbyly v mikrostruktuře po tvrzení a temperování. Pozoruhodné zvýšení tuhosti, dosažené u předmětů dle tohoto vynálezu, se zakládá na zjištění, že rázová houževnatost za studená zpracovaných ocelových předmětů po práškované meta-________ lurgii za dané tvrdosti se snižuje, jak se zvyšuje celkové množství primárních karbidů, v podstatě bez závislosti na typu karbidu a lze omezit kontrolou složení a zpracováváním situaci tak, že v podstatě všechny primární karbidy jsou tamže přítomny v MC-typu karbidů, bohatých na vanad s tím, že množství primárních karbidů, nutné k dosažení dané hladiny odolnosti proti oděru se sníží na minimum. Také bylo zjištěno, že ve srovnání běžných kovových ocelových předmětů po lití do ingotů při složení podobném, jako je tomu v případě tohoto vynálezu, se docílí isostatickým zhutňováním za horka při použití atomizovaného dusíku a předem litých práškovaných částeček podstatná změna ve složení, jakož i veliksti a distribuci primárních karbidů. Tento účinek dosud neznámého zlepšení postupu práškované metalurgie při zpracovávání řevných ocelových předmětů za studená je vysoce důležitý u předmětů dle tohoto vynálezu, protože zvyšuje na maximum tvorbu primárních karbidů typu MC, bohatých na vanad a v podstatě eliminuje tvorbu měkších karbidů typu MyCy , které navíc ke karbidům typu MC jsou přítomné vé větších množstvích v ocelových řezných nástrojích po lití do ingotů a to při podobném složení.

Je dle toho primárním předmětem tohoto vynálezu problém řezných ocelových předmětů, odolných proti oderu, obsahujících vanad použitím práškované metalurgie za studená, jakož i jejich • ·

-4výroba se zřetelem na podstatně zlepšenou rázovou houževnatost.

Toho se dociluje přesnou kontrolou složení a zpracovávání takových předmětů, kontrolou množství, složení a velikosti karbidů primárních v těchto materiálech s tím, že se docílí, aby v podstatě všechny primární karbidy, zbývající v těchto předmětech po tvrzení a temperování byly karbidy, bohaté na vanad, typu MC.

Podstata vynálezu______________________________________________________________________________

Ve shodě s tímto vynálezem se popisují za tepla tvářené, plně zhutněné, v oděru odolné a vanadem bohaté, práškovanou metalurgií upravené za studená vyrobené předměty z nerezové Oceli, vyznačující se vysokou rázovou houževnatosti, které se získají z předpřipravených práškovaných slitin uozprášením dusíkem. Limitní hodnoty obsahu různých látek v oceli jsou 0,60 až 0,95%, s výhodou 0,70 až 0,90% uhlíku, 0,10 až 2,0%, s výhodou 0,2 až 1,0% manganu, až do 0,10%, s výhodou až do 0,05% fosforu, až do 0,15%, s výhodou až do 0,03% síry, nejvýše 2%, s výhodou nejvýše 1,5% křemíku, 6 až 9%, s výhodou 7 až 8,5% chrómu, až do 3%, s výhodou 0,5 až 1,75% molybdenu, až do 1% s výhodou až do 0,5% wolframu, 2 až 3,20%, s výhodou 2,25 až 2,90% vanadu, až do 0,15%, s výhodou až do 0,10% dusíku s tím že zbytek tvoří železo a náhodné nečistoty. Předmět pokud je tvrzen a temperován na tvrdost nejméně 58 HRO, je charakterizován disperzí karbidů, v podstatě ve všech případech typu MC, v rozmezí 4 až 8% objemově s maxilmální velikosti katbidů typu MCj jež nepřevyšuje asi 6 mikrometrů, v odpovídajícím nejdelším rozměru. Maximální obsah uhlíku nepřevyšuje množství, jak je dáno vzorcem %C = °»^é0 + 1»77(% obj.- 1,0)

Pokud se Charpy-ho C-zářezové rázové pevnosti týká, převyšuje ‘ 50 ft-lbi

Podle postupu tohoto vynálezu se předměty v limitních hranicích kompozice, jak jsou uvedeny výše, produkují rozprášením roztavených ocelových slitin plynným dusíkem za teploty

-5• · · ·

v rozsahu od 1550 °C až 1620 °C, s výhodou 1580 °C až 1600 °C s prudkým ochlazením vzniklého a takto získaného prášku na teplotu místnosti, prosetím prášku asi na velikost 1,19 mm s tím, že se prášek za horka isostaticky stlačí za teploty mezi 1100 sž 1185°C a tlaku mezi 13 až 16 ksi, načež vzniklé předměty po zpracování za horka, vychlazení a nalitkování na nejméně 58 HRC mají disperzi v podstatě všech primárních karbidů, bohatých na vanad, typu MC v rozsahu objemově od asi 4 do 8 % s .tím, -že„maximální-velikosti-částeček-primárnich-------karbidů nepřevyšují asi 6 mikrometrů v jejich největších rozměrech, a C-zářezová rázová pevnost, jak je zde definována, činí asi ”50 ft-lb.

Se zřetelem na předměty dle tohoto vynálezu je podstatné, aby se jejich chemické složení udržovala v širokých a výhodných rozmezích, jak je to uvedeno zde dole. Uvnitř těchto rozmejsi může být výhodné dále upravovat složení, abychom se vyhnuli tvorbě ferritu a nežádoucně velkých množství zbylého austenitu po tvrzení a temperování. Dále je důležité vybalancovat složení tak, že v podstatě všechny primární karbidy, zbylé v mikr o struktuře předmětů po tvrzení a temperování jsou karbidy, bohaté vanadem typu MC. 2 toho důvodu je třeba maximální množství uhlíku srovnat s obsahem vanadu v předmětech dle vzorce:

^(%C)max ^s °»^{60 +} °*¹77(%V-l,0)

Prvek	široké rozmezí	Výhodné rozmezí
Uhlík ⁺/	0,60-0,95	0,70-0,90
mangan	* 0,1-2,0	0,2-1,00
fosfor	0,10 nejv.	0,05 nejv.
síra	0,15 nejv.	0,03 nejv.
křemík	2,0 nejv.	1,50 nejv.
chrom	6,00-9,00	7,00-8,50

⁺Ariz výše uvedený vzorec

-6Široké rozmezí

pokračování tabulky Prvek molybden wolfram vanad dusík železo

3,00 nejv.

1,00 nejv. 2,00-3,20

0,15 nejv. zbytek

Výhodné rozmezí 0,50-1,75 0,50 nejv. 2,25-2,90 0,10 nejv.

zbytek

Použití uhlíku ve větších množstvích, než jak to dovoluj.® výše uvedeny vztah, se projeví.s níže ním tuho s t i předme--------tů dle tohoto vynálezu, z velké míry změnou kompozice a zvýšením množství primárních karbidů, zbylých v mikrostruktuře po tvrzení a temperování. Musí však zde být dostačující množství uhlíku k tomu, aby sloučením s vanadem došlo ke vzniku tvrdých karbidů, odolných proti oděru a tedy ke zvýšení tvrdosti matrice ocelového předmětu na úroveň nutnou k vyhnutí se nadměrné deformaci i oděru při použití. Legující účinky dusíku v předmětech dle tohoto vynálezu se poněkud podobaj^účinkům uhlíku. Dusík zvyšuje tvrdost martensitu a může tvořit tvrdé nitridy a karbonitridy s uhlíkem, chromém, molybdenem a vanadem, což může zvýšit odolnost v oderu. Ale v tomto směru není dusík tak účinný jako uhlík v ocelích, bohatých vanadem, protože tvrdost nitridu nebo karbonitridu vanadu je podstatně nižší ve srovnání s karbidem vanadu. Z tohoto důvodu je nejvýhodnější omezit obsah dusíku v předmětech dle tohoto vynálezu na nejvýše asi 0,15%, nebo na zbylá množství, zavedená sem během tavení a rozprašování prášků, ze kterých se předměty dle tohoto vynálezu vyrábějí.

Také má význam dle tohoto vynálezu kontrolovat množství chrómu, molybdenu a vanadu v rozmezích, uvedených zde výše, aby se dosáhlo žádoucí kombinace vysoké tuhosti a odolnosti v oděru spolu se žádoucí kalitelností, tepelné odolnosti, strojového opracování a obrusnosti.

Při zvyšování odolnosti v oděru je vanad velmi důležitý právě se zřetelem na tvorbu karbidů a karbonitridů, bohatých na vanad, typu MC. Menší množství vanadu pod uvedeným minimálním množstvím nezajišťují dostatečnou tvorbu karbidů, zatím co vyšší množství ve srovnání s uvedeným maximem vedou ke

vzniku zbytečně vysokých množství karbidů, což může snížit tuhost pod očekávanou hladinu. Ve spojení s molybdenem je vanad také potřebný pro zlepšení tepelné odolnosti předmětů dle tohoto vynálezu při temperování.

Mangan je zde přítomen aby zvýšil kalitelnost a je užitečný při kontrolování negativních účinků síry při zpracovávání za horka právě tvorbou sirníků, bohatých manganem. Avšak nadměrná množství manganu mohou vést ke zbytečně nežádoucím vyso____J^ŽO-Mw^styínLaust^.lkUt^^dr.ž^éhe—během-tjBpAln.é—úpravy—a- zvyšují se ±ím nesnáze při chlazení předmětů dle tohoto vynálezu s přihlédnutím k nízké tvrdosti, jež je nutná pro dobrou strojovou zpracovatelnost.

Křemík je užitečný při zlepšování výsledků tepelného zpracovávání předmětu dle tohoto vynálezu. Avšak nadměrnými množstvími křemíku se snižuje tuhost a nežádoucně se zvyšuje množství uhlíku nebo dusíku, jak je to nutné pro prevenci tvorby ferritu v mikrostruktuře kovových předmětů z prášku dle tohoto vynálezu.

Chrom je velmi důležitý pro zvýšení kalitelnosti a tepelné odolnosti předmětů dle tohoto vynálezu, ale nadměrná množstvé chrómu podporují tvorbu ferritu během tepelné úpravy a podporují vznik primárních, chromen bohatých karbitů typu MyC^, které se jeví být škodlivými pro kombinaci dobré odolnosti v oděru a tuhostí, jak je to nutné v případě předmětů dle tohoto vynálezu.

Molybden, podobně jako chrom je velmi vhodný pro zvýšení kalitelnosti a tepelné odolnosti předmětů dle tohoto vynálezu, ale nadměrnými množstvími molybdenu se snižuje opracovatelnost za horka a zvyšuje se objemová frakce primárních karbidů na nepřijatelnou hladinu. Jak je to dobře známo, wolframem J.ze nahradit část molybdenu v poměru 2 : 1, například v množství až do asi 1%.

Síra je vhodná v množstvích až do 0,15% pro zlepšení strojové opracovatelnosti a obrusnosti v důsledku tvorby sirníku manganetého. Avš_ak při aplikacích, kde tuhost je zásadním parametrem se s výhodou podíl síry udržuje na maximu 0,03%, či

* S/ i s/ x v jeste mze.

Slitiny, použité k přípravě dusíkem rozprašovaných, na vanad bohatých prášků, z předchozícg slitin, použité při výrobě předmětů dle tohoto vynálezu, mohou být roztaveny použitím různých postupů, ale nejvýhodněji se roztavují postupy tavení za zavádění vzduchu nebo účinkem vakua· Teploty, jak se použití při tavení a rozprašování slitin, jakož i teploty použití pri isostatickém stlačování krášků za horka je třeba přísně kontrolovat s přihlédnutím k získá-------------ní karbidových částeček malých velikestí, jak je toho třeba k dosažení vysoké tuhosti a obrusnosti, což jsou nutné vlastností předmětů dle tohoto vynálezu.

Krátký popis vyobrazení:

Na vyobrazení č, 1 je osvětlená mikrofotografie, zachycující distribuci a velikost primárních, vanadem bohatých karbidů typu MC a tvrdých a temperovaných, vanadem bohatých předmětů z nerezové oceli po práškované metalurgii dle tohoto vynálezu, obsahujících 2,82 % vanadu (Bar 90-80).

Na vyobrazení č.2 je osvětlená mikrofotografie, zachycující distribuci a velikost primárních karbidů; bohatých vanadem typu MC a karbidů, bohatých chromém typu ΜγΟ^ V ocelových předmětech, litých do ingotů (85 CrVNo), složení podobného, jako je tomu v případě Bar 90-80.

Na vyobrazení č.3 je graf, zachycující vliv obsahu primárního karbidu na rázovou houževnatost tvrzených a temperovaných ocelových kovových předmětu, zpracovaných práškovanou metalurgií za studená na tvrdost 60-62 HRC( test podélným směrem)·

Na vyobrazení č,4 je graf, zachycující vliv množství primárních, vanadem bohatých karbidů typu MC na kov na odolnost proti oděru ve smyslu kov na kov na zastudena zpracované předměty z nerezové oceli po práškované metalurgii, tvrdost 60-62 HRC, • ·

-9Popis výhodných provedení

K ozřejmění základních principů tohoto vynálezu byla provedena eerie pokusů s laboratorně připravenými slitinami za použití práškované metalurgie, připravených rozprašováním roztaveného zavedeného materiálu dusíkem. Chemická složení, uvedená v hmotn. % a teploty při rozprašování, kde to bylo možno u těchto slitin, jsou uvedeny v tabulce I; také byly připraveny a testovány pro srovnání některé obchodně dostupné slitiny ne odolnost v oděru, připravené běžným litím do ingotů a práškovanou metalurgií. Chemická složení těchto obchodních slitin jsou rovněž uvedena v tabulce I, to pro srovnání. Nominální chemická složení jsou uvedena pro ty komerční slitiny, kde skutečné chemické složení dostupné nebylo.

Ta bulka

Složení pokusných materiálů

H O

o

ia vO O O

ia 0o O

řo o

-4r—· O

O 1

1

CO o o

OJ o o

M CO O

O

«k

ta

*

ta

1

ta

O

o

O

o

ta Q

y

CO

co

IA

ia

M

b-

-4-

P^J

M

-4-

o

CO

vo

IA

M-

Sť

®d

M“

O

o

H

O

o

O

o

4»

VO

o

0-

ř⁵!

p>

ta

o

Al

co

4»

o

O

o

60

1

O

o

XD

O

a

ta

s

t4

o

Ό

t-

Φ

CO

VO

vO

o

s

o

co

co r-1

£

>řl

co

LA

ia

H

o

t—

CO

VO

Ό

LA

o

IA

Ρ»

ta

•k

ta

r-Í

OJ

CO

H

co

IA

VO

f“l

r-i

o

H

LA

ta

Ή

ta

XD

r-l

r-Í

f—i

4»

H

o

r-1

r-Í

H

C

•H

VO OJ

&

N Φ

1

I

O H

tCO

t-

M·

r-l

a

ΜΗ

>Í4

ta

1

ta

H

O

ta

1

ta

H

ia

ta

1

Ρ»

o

H

o

XD

o

4»

H

r-l

OJ

XD

co

CO

O

H

CO

co

OJ

o

t-

OJ

CO

S

o

CO

H

kO

VO

LA

•4·

co

VO

ia

ta

Ό

CO

co

vD

VO

M

Φ

ta

ia

Φ

ta

o

OJ

-4-

co

Kt

co

H

>Jh

o

OJ

M

o

co

LA

0V

CO

o

OJ

M·

LA

XD

LA

o

CO

co

8

CO

ia

OJ

VO

00

OJ

IA

LA

'M-~

'b-

Ph

4·

LA

«4·

co

00

ta

□

ta

o

S4 a r4 'Ctí

ta L·- O

* 0- co

* c- r4

ta

co vo co

* CO VO LA

VO co

LA o co

M cn <0

-4 CM CO

N Φ XD

IA O co

H C— r4 IA 00 -4- O

t- OJ

o

ρ» 4» XD

LA O

OJ co

Ή

+>

co

CO

i—I

a

*

»

ta

*

a

«k

* *

•k

CO

a

ta

«k

•k

«k

Ό

o

O

o

O

r—i

®

O

O H

r4

O

φ

O

o

r4

Φ

►

Š

<0 - *

>Fh

0-

'Ctí

•H

vo.

co

LA

CM

co

cn

co

>

-ί-

LA

H

Γ1 o

r4

o

O

o

M-

r4

LA

H

r4

O

^4^-

ο

O

w

Φ

O

o

O

'Φ

o

OJ

O

o

O

1

1 O

O

P<

ta

*

•k

*

a

«

*

ta

*

<0

o

*

K

o

O

o

O

N

o

O

o

A

*

o

O

M

σ\

Φ

P«

o

P

>?4

r4

co

00

N

o

<-4

r4

OJ

r-<

!—i

OJ

CM

OJ

PM

o

O

XD

o

O

o

|

1

®

1

1 o

O

o

ta

*

ta

ρ

(k

•

*

a

*

«k

o

O

o

φ

o

O

o

r-4

•P

Φ

£1

M*

o

VO

b-

O

co

o

OJ

H

o

P

o

IA co

o

-4

ΓΊ

M-

CO

M

O

CO

t-

co

LA

H

VO

<32

c-

CO CO

CO

ta

•

*

ta

*

ta

*

•

ta ta

*

o

O

Ph

o

H

o

aj N

o

o o

o

O

«4· CO

£

r4 00

ΜΗ

M P

O-

CO -4-

co OJ

IA M-

in ir\

00 co

Ή

o o

LA 00

LA

Ή

ta

«

*

ta

>o

*

ta

•k

a

*

* *

ta

CO

O

o

O

Η Φ

r4

r-1

OJ

co

>o

f—<

r4 O

H

*

a

OJ

a

'Ctí

o

φ

g

+»

•H

O

o

>Í4

><n

r4

Pí

aj

1

o

O

Pí

A

o

1

o

b-

Φ

P<

o

VO

LT\

1

EH

N

r-1

H

1

O

1

_u

H

1

VO +_	LA í	co r4	CA ο-	VO P	ΜΙΑ r-4	CO vO r4	8 r4
	o oo
VO	1	H	1	ι	1	1	1	1
co	o	CO	co	CM	o	ΙΑ	CO	CO
	co		co	CO	co	CO	co	00

'3 f4	+
h Φ	co	CO
43 Ctí S	B Ph	§

• · · · ·· ···· • : .· : : ? :-.-:·· : ·: :. :· -::

···· · ·· ·· ..·..·

-11Vysvětlivky k předchozí tabulce I ⁺ Materiál z laboratoře ++ Běžná chemická kompozice ⁺⁺⁺ Ocel dle vynálezu

Laboratorní slitiny, jak jsou uvedeny v tabulce I, byly připraveny (1) prosetím předtavených prášků na velikost -16 mesh, (2) naplněním prosetého prášku do ocelových kontějnerů o------ průměru 12,5 cm na délku 15 cm (3) evakuováním konteinerů za teploty 27Q°C, (4) uzavřením konteinerů, (5) zahříváním konteinerů 4 hodiny na teplotu 1100 °C ve vysokotlakovém autoklávu za tlaku asi 775 torr s (6) následným pomalým ochlazením na teplotu místnosti.

Všechny kompaktní hmoty byly ihned za horka vykovány na tyčky za opětovného vyhřátí na 1100°C. Všechny horké výkovky byly z hlediska rozměrů zúženy v rozsahu asi 70 až 95%. Testované vzorky byly mechanicky odděleny od tyček poté, co^ byly tepelně zpracovány za použitího běžného cyklu na úseku ocelí, který záležel ve vyhřívání ne 2 hodiny na 960 °C s následným pomalým ochlazením na 66O°C rychlostí, jež nepřevyšovala m°C za hodinu s dalším ochlazováním vzduchem až na teplotu místnosti.

Bylo provedeno několik prověřování a testů s úmyslem prokázat přednosti řezných ocelových nástrojů PM dle tohoto vynálezu při.hodnocení jejich složení a způsobů přípravy· Přesněji řečeno byly provedeny testy, jimiž se měla vyhodnotit jejich (1) mikrostruktura, (2) tvrdost za podmínek vyhřívání, (3) Charpy-ho C-děrovací rázová houževnatost, a (4) odolnost v oděru při práci kov na kov při zkříženém-válco·· ···>

·« ··«· cylindrickém testu oděru. Většina materiálů pro testy tvrdosti a oděru byla zakalena a temperována na tvrdost 60 až 62 HRO. To bylo prováděno proto, aby se eliminovala tvrdost jako testová proměnná veličina a aby se projevila tvrdost typicky pro četné aplikace za studená opracovávaných řezných nástrojů.

Mikrostruktura:

Jak to zde již bylo uvedeno dříve, odolnost v oděru a rázovou houževnatost předmětů z nástrojové oceli, pořízenýchpráškovánou metalurgií podle tohoto vynálezu, jakož----i předmětů jiných tohoto typu je nutno pokládat za závislou na množství, typu, velikosti a distribuci primárních karbidů v jejich mikrostruktuře. Z tohoto hlediska jsou zde důležité a závazné rozdíly mezi charakteristickými vlastnostmi primárních karbidů v PM-předmětech dle tohoto vynálezu a oněmi jiných produktů za použití jiných práškovaných metalurgií nebo v případě za studená zpracovaných předmětů h nástrojové oceli_po běžném lití do ingotů.

Některé ze závažných rozdílů mezi primárními karbidy, přítomnými v tvrzených a temperovaných PM předmětech dle tohoto vynálezu (tyčinky 90-80) ve srovnáaí s karbidy v tvrzených a temperovaných předmětech za použití lití do ingotů (tyčinky 85-65) jsou zachyceny na fotomikrografiích na vyobr. 1 a 2. Pro ozřejmění takových rozdílů mezi primárními karbidy jsou na těchto mikrofotografiích jako bílá místa na temném pozadí při použití specielní leptací techniky. Na vyobr. 1 lze vidět, že primární karbidy na tyčinkách 90-80 jsou obecně pod velikostí 6 mikrometrů a v zásadě všechny pod 4 mikrometry co do velikosti s tím, že jsou rovnoměrně rozptýleny v matrici. Z disperzní analyzy použitím Σ-paprsků primárních karbidů v těchto ocelových nástrojích PM je patrné, že všechny jsou v podstatě typu MC-karbidů, bohatých vanadem, to ve shodě s výsledky dle tohoto vynálezu. Na vyobr.2 jsou patrné jak různé velikosti, tak i distribuce primárních amidů na tyčince 85-65, Z disperzní analysy pomocí Σ-paprsků je patrné,

• · ···· ·· ···· • · · · ·V • · · ·· ♦ · · · · · • · 9 · ·· • · · · · 9 9 9 9

-13že primární karbidy v těchto ocelích, že četné, nikoli však všechny karbidy jsou velmi angulárně široké typu karbidů, bohatých chromém ΜγΟ-p zatím co většina menších, lépe distribuovaných karbidů jsou karbidy, bohaté vanadem typu MC podobně, jako tomu bylo na tyčince 90-80. Z těchto pozorování lze podpořit zjištění, že způsoby práškovací metalurgie, použité pro předměty dle tohoto vynálezu vedou k důležitým eozdílům typu i složení, jakož i velikosti a distribuce primárních amidů.

Φ P. >P FH

CD N Λ I 'cd > o

N OS

Fh +> Dl O c ř> Φ p.

*	σχ	la *	r-4	co	Xr3	co	OJ	la
OJ	o			•k	* .·	“M	*	r-1 IA
rH	rH				4	OJ	OJ '	A *

I r-4 O

+s	P	<0	•H	Ή
01	Fh		s	CD
o	>Φ	o	CD	Pa
c	Ό	Φ	ΛΙ
rH	O	rH	>N	O
O		OS	Ή	rH
Ό	>		>ΪΗ	O
O		V-Z	β	rH

'cd . B

C	•H	as	Φ
Φ	r-1	+»	ΛΙ	rH	CA
6	Φ	c	rH	1 1	*
Ή	O	φ	Φ	LA	CA
Fh	O	o	O
φ		o

-------Ρί'Φ-------H O--------------------Al---------------------------------

			P.	KO	-P
	Φ	O		g	>φ	1		1	\|	1
		TT3	'cd	B
	•H	o	ř>	<A	n3					CA
	s	Fh	o	O	Φ					«k
	•p	-P	β	t-	>Fh	1		1	1	LA
	ro	ra	φ	g	Pa
	o	'cd	•ro
	a	a	x>		'Φ
	+5		o	O	a				r-4	*4·
	m	N		g	Φ	1		1	a	•L
	as	oP	-P	Xí				LA	CA
	H	01		o
	ř>	-P	o		Fh ·Η
		>φ	Ό		Asr-H
	CD	B	Fh		> Φ	CO		co	O	OJ
	»P	Ό	>		o	IA		LA	KO	KO
	Φ	EH		as o
	Ό	>P			a
H	•H	Pa			φ'φ
H	x>				Ό5 >
	Fh	Xi			P O
	as	O	as		-R Ό
as	44	'>> a		P	CD O Fh			<¥
Λί	X! O	φ .P	as	•H	as -p n m
r-4	Ή	o		o	'Ctí	OJ		OJ	CM	CM
	C	Fh	Fh	XS	s ^c				\
P	Fj	Al			pq	o		o	O	O
	'ctí		&		tJ	CA		CA	CA	”4
Xí	6			o	Ή	LA		LA	LA	LA
	•H	CD	'P	o	C
as	Fh	a	^s		rH	Ή	B
	Pa	φ	'aj		'cd	C	Φ
En		Ό		-P	Φ	X5
	β	P			c	Cd	o	•J	g
	Φ	-P	a		Φ	CD	P
	Pa	CD			B	r-l Ttí
			r-4		•H	Xa
	+»	l<		a	Fh	O	>
		N	Φ	•H	φ
	CD	xs		g	Pa			o
		Pa		M	O		CA	o	LA
	β	O	·-	— -	fq -	CA		\	CA	'Φ
	Ή	'>5	Φ		\		O
	>	a		O		O		OJ	O	O
	•P	Pa	EH	o		OJ		rH	OJ	KO
	ra	P				rH		rH	r-4	o
	>tSJ	-p	Q			r-4			r-4	r-4
	o	ra	>o
	c	o
	β		co
			44						+
	tí	>Φ	C			o		c—	+
	N	fi	•H			co		KO	o	IA
	Φ	Ό	>o			OJ		OJ	CO	KO
	β	O	As			1		1	1	1
		Xí	EH			KO		KO	o	r-4
	X!	o				CA		o	ca	CA
	as	X»	rH
	+»	o	'cd
	N		•rl
	>	•H	fh							O o
			φ					>	>	HJB
			•P			<A		CA	CA	r-4 J>
			as							1
			S			g		g	g	g H
						Ph		Ph	Pa	Ph O

r~l rH Φ rH

O

CO •3-0-0

KO A- CM 'Φ > o

*rs	CA	KO	o	*4	ř-	IA
o			«k		«k	•k	•L	*
Fh	OJ		OJ		CA	0-	OJ	o
-P	r-4		r-4		CM	r-4	CM	CA
CD
aS.			-CO-
c			*		1	1	1	t
	1		CO
N	t-				o
Al	«k		1		«k
-P	IA				o	1	1	1
><D					OJ
fi
Ό
Φ	KO		CO		o	*4	t-	LA
>Fh	*		tok		•k	•k	<	«k
Pa	KO		CA		CA	t-	CM	o
						H	OJ	<A
'Φ
c
Φ	O		OJ		CA	r-4	CM	OJ
x>	KO		KO		IA	KO	KO	KO
o
Fh
?>>
ř>
CD
C Φ							OJ +
Ό P							+	CM +
-P	0J		OJ		CM		CM	OJ
CD	\		\		\		\
	O		O		LA	o	O	O
as	cA		b-		LA	LA	LA	LA
N	LA		LA		CM	LA	LA	LA
'Φ	Ή	β
C	a	Φ	M
Pa	Φ X!	C
P	tq	O	Φ	β
+3	as	P	tq	Φ
Dl	Η Π5	as	•ra
O	XI		r-4	Φ
TD	O	>	X! rH
			O	o					as
>Φ									£1
C	o				O	O	O	O
r0	CA				CA	CA	CA	CA	Fh
O	Aa				\	'x	\	\	-p
x;	O		o		O	O	O	O	ro
O	Λ		t-		$	CM	t-	CM
x>	O		r-4		r—1	rH	r-4	Ή
o			rH		rH	r-i	rH	r-4	>Φ
									rH
									as
									Ό
	CA		CA		KO CA	ΙΓΧ	CA KO	SJ	•r4
	rH		t-		rH	r-4	rH	rH	>
	1		\|		1	1	1	1
	CA		OJ		o	LA	CA	CA	£
	00		CA		CA	CA	CO	CO

	>								•Η
	•4·								Η
	Fh						>	t>	Ρ
	Cl		*4“		$	O	LA	00	>φ
	CO		g		f> H	rH	r-4	>
					1	*4			01
	g		g		g Fh g	g	g	Αί
	Ph		Ph		Ph O Ph	Ph	Ph	>

'ctí Eh
	O	>		Jd
	X	o
	1	N		P
	Pa	CD	OJ	ra
	P.	>R	!>	o
	R	'Ctí	O	a
	CD	tsi	N	>
	X	1	'Ctí	φ
	O	O	R	Pí
	+»			t4
	CD		m	E
	O	P		CD
	a	R	o	Λ!
	rM	X»	a>	>N
	O	Π5	rM	Ή
	Π5	O	'Ctí	>R
	O		>	E
		>	'__·
	Ctí	E
	-p	Φ
	a	4d
	Φ	rM
	o	Φ
	o	O
	R
	Pí	O
		kO-----	______
	'ctí
	>
H	o	cp
E	o
H	Φ •Γ-3
Pa	X
Jd	o
r·1		o
P		S
X	+»
Φ	02
E4	o
	Ό
	R
'ri	>
	Em
C
'Ctí
>	cd	a
O		•H
	>	Ό
>o		O
	cd	Jí
ω	R
f-t	&	O
4d		o
O
P4	'Ctí
	a 1	o
	rM *i	ri

	Φ
	Pí
	Φ	O
	Em <	3
	•
	>o

lp cm * «	σ\ ·» •v-
lp	CM
CM	cp	LP
•H r-i
Φ	+
O	+
O +	+
+	lp	LT\
'φ +	«k	«k
> kO	lp	*4
O	r-4
•o
—0----	- ............—	—
R _κ 1	1	1
p ' co
'Ctí	LP	t-
C M>	*
*. i	LP
N	rM
Pa i	1	CO
+>
>φ E		CM
Ό O	o
Φ kO	kO	O
>R Pí		kO
'Φ -P •rM rM >Φ
f> O
+3 O
60		CM
a
•H		o CP
•K ^xa>		LP
a
Pí		m a
3		C φ
+>		φ x
02		N O
o		CD p
Ό		rM XJ
O		Xi N
>φ a		O P>
a Φ
Ό Ό 5	LP
O ’ Φ		4
Λ · &
o P		o
JO φ		KO
o a		o rM

cn
CM	CO	•K
•í	cn	«Ρ
cp	*	Ό
	O	tH Xi R CD Jd

lp L·+ + + +

I *4· CM

I I < I

I I

CM rM \D \O

lp <

o KD O rM

op
Ud CO R Pí CD Pí	Ή
SM	C >Φ
O	-4-3
Pd	>cc
X
-R-	o —

<H	P.
•H	N
Ό	O
	R
Pa
a	Pa
>®	Pr
p	P
	+5	t-
•Η	co	r-
•rs	o	CP
	Pí	r-4

Φ

g •Η >O

Pa EM lp in co

KO KO

I I 'Ctí •rl R Φ

4-> (0 s o? Q

O r-i rM

Pa	•rM
	rM	g		ca
	Pa			O
	Xi	Λί		rM
		O		1
	pa	iM		O
	Ό	E		o
	•ri	Φ		rM
		Λ		•
	R	o		R
	0			+5
	^d	H	cn	CD
		rM	co
	'rM	Φ	cr>	Λ
	P	O	rM	Γτ[
	R	O		*5:
	XO			CQ
	«	o	rM	<s;
	•ri	-P	<·
	R	'Φ	CP	*
	Pí	-P	1	CD
			co	r—i
	•s	N	cp	CQ
	cp		cp	•r-i
	O	Xí	•	R
	t>-	O	R	Φ
		'Pa	-P	4->
		G	02	CD
	S		s
	LP	ř>	*
	*	o	*4·	«Η
	O	X	cp	O
P		CD	rM
to	Π5	R		R
φ	O	+5		c
>R	Pí	K		Φ
		Φ	PQ
O	Ή
X	ř*		*	e\
'Φ	4-5			w
G	a
rM	>N		Λ1	•ri
'Φ	O		•r-i	Λ4
Ό	G		C	02
O	E		R	G
P<			Φ	tí
	Ή		X	Ό
R	>02		•ri	P
>Φ	C		R	pq
E	Φ		M
K)	g
				+
			+	+
	-+		+	+
+	+		+	+

• · · ♦ ···· • ·

-15V tabulce II jsou shrnuty výsledky

snímajíčího elektronového mikroskopu (SEM) a testů obrazové analyzy, jak byly proveden^ na několika vzorci: JPM ocelových nástrojů a jednom vzorku ocelového předmětu po lití do ingotu (85CrMoV), viz tabulka I· Jak je to možno vidět, celkový percentuální objem primárních karbidů při měření těchto ocelí kolísá od přibližně 5% v PM 3V (tyčinka 90-80) až do 30% v OM 18V (tyčinka 89-192). Typ přítomného primárního karbidu (MC, a M^C) kolísá dle způsobu přípravy a rozdílech v legování přičemž pouze PM 3 V (tyčinka 90-80), PM 10V (tyčinka 95-154) PM 15V (tyčinka 89-169), PM 18V (tyčinka 89-182) obsahují v podstatě všechny karbidu v typu MC.

Tvrdost

Tvrdost se může použít jako míra nástrojové oceli odolat deformacím během páužití při práci za studená. Obecně řečeno u předmětů pro takové aplikace je nutná minimální tvrdost v rozsahu 56-58 HRO. Vyšší tvrdosti než 60-62 HRO umožňují mírně vyšší pevnost a odelnost proti oděru za cenu určité ztráty tuhosti. Výsledky tvrzení a temperování za použití PM EV (tyčinka 96-267) jsou uvedeny v tabulce III a je zcela jasně zřejmé, že předměty z nástrojové oceli PM při $ráci za studená dle tohoto vynálezu dosahují tvrdosti nad 56 HRO, i když se tvrzení a temperování provádí použitím velkého rozsahu podmínek.

9 9999

9 9

9'

	>		<Α	xř Μ	txi	ιη <4 Ο ιη
		ο	Ο	Ό		ιη		ιη
		®	<Γ> ιη	Ο Λ	$4	«κ kO	σ>	a 04
		φ &			04		-e	ιη
					ιη
		0			$4	a	xi	t-
					Η	ιη	ιη
		a	α>	Ό	<Ά	ιη
		>φ	t-	Ο			ιη	ιη
		4-> Ο	ιη	Λ	$4	ca	a m	a co
	<*k	rM			OJ	ιη	ιη	ιη
	tkO °ι	Λ β)
	+3				m a	m a	a Ο
—	kO	-Μ-	—	-	<*Ά	-----«φ--.		kO _
	σ\	0	ο	Ό		ιη	ιη
		>Ο	ΙΑ	Ο				ιη
	3	0	ΙΛ	Λ	S4	ιη	co	a Ο
	C	Φ			04	ιη	ιη	kO
	•Η	04
	>ο	£						—ΙΑ—
	;>» +»	φ +»			%	kD	cr>	a Η
		Ο	Ο		<η	ιη	ιη	kD
		0.		Ό		ιη
	ΓΛ		ιη	Ο	$	a
		ζ**\		Λ	kD	Ο
		ο			04	ιη	kO	04
	Η	g						kO
	Ή +»				$	ιη a
Η	τ4	+>			(Α	V-	ο	ía
Η	>«	η	Ο	Ό		ιη	kD	<0
Μ		ο	<η	Ο
	ο 04	Ώ	ιη	Λ	$4	οο	ιη
(0		£			04	a
	•Η	EM				ιη	ο	<α
Λ4	>?Μ							kO
	04
Η
3	Ρ		Ο	Ό	$4	C0	γ4
	Φ		rH	Ο	(Α	ιη	kO	<η
-Q	Η		ΙΑ	Λ				kO
	&
Φ					$4	οο	Η	tA
επ	'Φ				OJ	ιη	kO	ko
	0
	Η
	Φ
	0
	Φ
	+>	Μ
·	0	ο	S
		φ	φ
	Ν	Ν	•η
	Φ	0	φ
	Ό	γΗ	γ-Ι					in
	Ο	Λ	ο			00		a
		Ο				ťM	<a
		£				ιη	kO	kO
		ο
		Ρμ

		>ο	ο
		0	ο
		Ν
		τ4	0
		+»	+>
		0	Ο			<Ν	Ο	o
		Φ	r4			«Φ	οο	M-
		+»	04			Ο	ο	r4
		0	Φ			r4	ιΗ	r-i
		0	+»

-17Rázová houževnatost

Pro vyhodnocení a porovnání rázové houževnatosti předmětů podle tohoto vynálezu byly provedeny.za teploty místnosti Charpy-ho C-děrovací testy rázové houževnatosti při použití vzorků, tepelně upravených a průměru děrovače 1,25 cm· Tento typ testování vzorků usnadňuje porovnání rázové houževnatosti vysoce legovaných a tepelně upravených nástrojových ocelí, u kterých se normálně očekává nízká hodnota V-rázové houževnatosti. Výsledky, jak byly získány u vzorků, připravených z předmětů o 3 různých PM, připravených v rámci tohoto vynálezu a z několika běžně dostupných slitin, odolných proti oděru, jsou uvedeny v tabulce II. Lze z toho odvodit, že rázová houževnatost předmětů dle tohoto vynálezu je jasně vyšší ve srovnání s jinými běžnými ocelovými nástroji, at již při použití běžného lití do forem nebo nástrojových ocelí při zpracování PM za studená, které byly použity pro srovnání.

Důležitý rys tohoto vynálezu je doložen na vyobr.3, kde jsou uvedeny výsledky Charpy-ho C-děrovacího testu rázové houževnatosti proti celkovému obsahu karbidů v PM nástrojové oceli s tepelnou úpravou na 60 až 62 HRC, jakož i výsledky, získané při použití několika běžně vyrobených nástrojových ocelí skoro stejné tvrdosti. Z výsledků je patrné, že tuhost předmětů z nástrojové oceli PM klesá, jak stoupá celkový karbidový objem, v podstatě nezávisle na typu karbidů.

Z tohoto hlediska materiál PM 3V )tyčinka 90-80), spadající do rozsahu tohoto vynálezu, obsahuje v podstatě pouze MC-typy primárních karbidů, bohatých vanadem objemově v rozsahu 4 až 8 %. Odolnost v oděru tohoto materiálu ve shodě s tímto vynálezem je totožná s hodnotou pro slitinu PM HOCvVMo (tyčinka 91-65), jež je mimo rámec tohoto vynálezu a jež má podstatně vyšší objem primárních karbidů.

-18To dokazuje, že slitina dle tohoto vynálezu je schopná dosáhnout totožné odolnosti v oděru, jakou mají slitiny vně rozsahu tohoto vynálezu, ale obsahují skoro dvojnásobek (objemově) primárních karbidů. Navíc se u slitin dle tohoto vynálezu neobyčejně zvýšila rázová houževnatost ve srovnání se slitinou PM HOCvVMo. Přesněji řečeno slitina dle tohoto vynálezu se vyznačuje při Charpy^ho děrovacím testu rázo---------vou houževnatostí----7,5 kgm ve srovnání s 6,1 kgm—------------slitin mimo rámec tohoto vynálezu. Z těchto údajů je jasně patrné, že ve shodě s tímto vynálezem je možno dosáhnout kombinace hodnoty odolnosti oděru a rázové houževnatosti, jaká byla dosud nedosažitelná. Ve slitinách PM 10V, PM 15V a PM 18V, které podobně jako slitina dle tohoto vynálezu obsahují pouze karbidy typu MC, ale objemově podstatně výše ve srovnání se slitinou dle tohoto vynálezu, je rázová houževnatost drasticky snížena ve srovnání s onou, kterou lze dosáhnout dle tohoto vynálezu. Takže k dosažení výsledků dle tohoto vynálezu musí být nejen primární karbidy typu MC, ale jejich objem musí být v limitních hodnotých dle tohoto vynálezu, například 4 až 8 % objemově.

Odolnost v oděru, kov na kov

Odolnost v oděru v případě kov na kov byla změřena u experimentálních materiálů použitím oděrového testu v nemazaném mřížkovaném válci podobně, jak se to popisuje v ASTM G83. Při tomto testu se karbidový válec stlačí a rotuje proti svisle orientovanému a pevně uloženému testovanému vzorku za specifikovaného zatížení. Objemová ztráta vzorku, jež se odírá přednostně, se stanoví v regulérních intervalech a použije se k propočtu parametrů rázové houževnatosti na základě zatížení a kluzné vzdálenosti. Výsledky těchto testů jsou uvedeny v tabulce II.

Z vyobr.4 jsou jasně patrné výsledky oděrového testu kov na kov pro PM a běžně připravenou nástrojovou ocel, vyro• · ···· • · · ♦

-19postupém úpravy za studená - viz tabulka I, které jsou naneseny proti celkovému obsahu primárních karbidů, a množství karbidu typu MC, které obsahují. Oděrová odolnost při měření tímto testem se dramaticky zvyšuje, jak stoupá objemové % primárních karbidů, bohatých vanadem, typu MC, což dobře souhlasí se současnými zkušenostmi při postupech Opracovávání kovů. Ačkoliv PM-předměty dle tohoto vynálezu, zastoupené slitinou PM 3V (tyčinka 90-80) s 2,82 % vanadu jsou z hlediska oděru poněkud méně odolné ve srovnání’s materiály s obsahem 4%^či~více vanadu’ jsou stále ještě odolnější oděrově ve srovnání s A-2 nebo D-2, obsahujícími pod 1% vanadu. Při hladině 4% vanadu se PM M4 projevuje podstatně lépe než PM 8Cr4V a PM 12Cr4V při tomto testu navzdory tomu, že celkový objem všech karbidů lze porovnat s PM 8Cr4V a je asi poloviční než PM 12Cr4V. Poměrně dobrá odolnost v oděru pro PM M4 se připisuje v prvé řadě kombinaci asi 4% karbidu typu MC a 9% typu M^C (bohatý wolframem a molybdenem) a to s tím, že je tvrdší než karbid typu MyC^, přítomný v dalších dvou materiálech s 4% vanadu. Ačkoliv běžně připravované D-2 a D-7 také obsahují poměrně vysoký podíl celkových karbidů, poměrně malé obsahy karbidu typů MC v těchto materiálech rozhodně vyústí v podstatně nižší odolnosti v oděru ve srovnání s PM 3V a materiály s vyšším obsahem vanadu PM 10V, PM 15V a PM 18V s podobnými karbidovými objemy.

Souhrnem řečeno: výsledky testů tuhosti a oděru ukazují, že lze dosáhnout pozoruhodfiého zlepšení u za studená zpracovávaných předmětu z nástrojové oceli s obsahem vanadu za použití práškované metalurgie, a to omezením množství primárního karbidu, přitomného v mikrostruktuře α a kontrolou jejich složení a zpracováváním tak, že vanadem bohaté karbidy typu MB jsou v podstatě jedinými primárními karbidy, zbylými v mikrostruktuře po tvrzení a temperování. Kombinace dobré odolnosti v oděru typu kov na kov a vy-20-

soké rázové houževnatosti, jak je tomu u PM předmětů dle tohoto vynálezu jasně převyšuje podobný stav u četných nárazových ocelí, běžně používaných při lití do ingotů, jako je tomu u AISI A-2 a D-2. Rovněž vysoká tuhost předmětů PM dle tohoto vynálezu vysoce převyšuje hodnoty nástrojových ocelí PM, při zpracovávání za studená, jako je tomu v případě OM 8Cr4V, kde lze pouze pozorovat mírně lepší odolnost v oděru při akci kov na kov, avšak postrádá se dostačující tuhost při použití v četných aplikacích.

Vdůsledku toho jsou se zřetelem k těmto vlastnostem PM-předměty dle tohoto vynálezu zvláště vhodné při použití jako řezné nástroje, při probíjení a děrování,,vysekávání, čelisti nůžek při stříhání materiálu malé tlouštky a při dalších jiných pracech, prováděných za studená, kde je žádoucí se zřetelem na dobrou účinnost nástrojů vysoká tuhost takových materiálů.

Výraz karbidy typu MC, jak se zde používá, se týká vanajdem bohatých karbidů charakterizovaných kubickou krystalovou strukturou, kde M znamená vanad jako prvek, tvořící karbid, malá množství dalších prvků, jako jsou molybden, chrom a železo, kteréžto mohou být rovněž přítomny v karbidu. Tento výraz zahrnuje také vanadem bohaté karbidy M^C^ i variace známé jako karbonitridy, kde určité množství uhlíku je nahrazeno dusíkem.

Výraz karbidy typu ΜγΟ^, jak se zde používá, se týká chromém bohatých karbidů, charakterizovaných hexagohální krystalovou strukturou, kde ’’M znamená chrom jako kov tvořící karbid, nebo menší množství dalších prvků, jako je vanad, molybden a železo, které mohou být rovněž obsaženy v karbidu. Také v tomto případě výraz zahrnuje variace známé jako karbonitridy, kde určitý podíl uhlíku je nahrazen dusíkem.

• · • · · · · ···· • 9 · · · · · · · · · · • · 9 9 9 9 9 9 9

999 9 9 9 9 9 99 99

-21Výraz karbid typu M^C se týká wolframem nebo molybdenem bohatých karbidů, majících plošně středovou krychlovou soustavu. Také v tomto případě může karbid obsahovat , írná množství chrómu, vanadu nebo kobaltu.

Výraz “v podstatě vše”, jak se zde používá, znamená, že zde může být přítomná malá objemová frakce (pod 1,0 %) jiných primárních karbidů, než jsou vanadem bohaté karbidy typu MC, aniž by se tím ovlivnily výhodné vlastnosti předmětů dle tohoto vynálezu, hlavně rázová houževnatost a odolnost v^oďěru. “ —

Údaje v % jsou míněny hmotnostně, pokud není výslovně uvedeno jinak.

JUDr. Petr KALENSKY advokát

SPOIT-MÍ erjvOKÁTNÍ KANCELÁŘ

VŠETEČKa ÍVOBČiK KALENSKY

A PARTNEŘI

120 00 Praha 2, Málkova 2 česká republika

Claims

PATENTOVÉ N í R 0 K Y

1. Za horka zpracované, dokonale hutné, v oderu odolné a práškovanou metalurgií za studen^ft zpracované předměty z nástrojové oceli, bohaté vanadem, s vysokou rázovou houževnatostí, vyrobené z předem litých a dusíkem rozprášených prášků, obsahující v podstatě 0,60 až 0,95% uhlíku, 0,10 až 2,0 % manganu, až do 0,10% fosforu, až do Ojl.5 -%-síry 7—nejvýše—2-%-křemíku,—6,OO_až_9^W_%,_chr_omu,_____ a ž do 3,0 % molybdenu, až do 1,0 % wolframu, 2,00 až 3,20 % vanadu, až do 0,15 % dusíku s tím, že zbytek tvoří železo a náhodné nečistoty, vyznačující se tím, že nejvyšší obsah uhlíku nepřekročí množství, dané dále uvedenou rovnicí %C! = 0,60 + 0,177 (%V-1,O) luclX dále s tím, že tyto předměty se tvrdí a temperují na tvrdost nejméně 58 HRO a obsahují pak disperzi karbidů, v podstatě všech typu MC v objemovém rozmezí 4 až 8% a s tím, že nejvyšší velikost karbidů typu MC nepřevýší asi 6 mikrometrů v jejich nejdelším rozměru, a s tím, že Charpyyho C-děrovací rázová houževnatost předmětů převažuje kgm
2, Za horka zpracované, dokonale hutné, v oděru odolné a práškovanou metalurgií za studená zpracované předměty z nástrojové oceli, bohaté vanadem podle nároku 1, obsahující v podstatě 0,70 až 0,90 % uhlíku, 0,2 až 1,00 % manganu, až do 0,05 % fosforu, až do 0,03% síry, nejvýše 1,50 % křemílu, 7,00 až 8,50 % chrómu, 0,50 až 1,75 % molybdenu, až do 0,50 % wolframu, 2,25 až 2,90 % nanadu, až do 0,10 % dusík# s tím, že zbytek tvoří železo a náhodné nečistoty, vyznačující se tím, že nejvyšší obsah uhlíku nepřekročí množství, dané dále uvedenou rovnicí:

-23%C = 0,60 + 0,177 (%V-l,0) max • · · · · · ·» ·· ♦ · · 9 9 99

9 9 9 9 999

9 9 9 9 9 9 9 9 99
3· Způsob výroby za horka rozprašovaných, dokonale hutných, v oděru odolných a práškovou metalurgií za studená zpracovaných předmětů z nástrojové oceli, bohaté vanadem, s vysokou rázovou houževnatostí, obsahující v podstatě 0,60 až 0,95% uhlíku, 0,10 až 2,0% manganu, až do 0,10% fosforu, až do 0,15% síry, nejvýše 2,0% křemíku, 6,00 až 9,00% chrómu, až do 3,0% molybdenu, ař do 1,0% wolframu, 2,00 až 3,20% vanadu, až do 0,16% dusíku s tím, že zbytek tvoří železo a náhodné nečistoty, přičemž nejvyšší obsah uhlíku nepřekročí množství dané dále uvedenou rovnicí %C_ma = 0,60 + 0,177(%V-1,O) vyznačující se tím, že se roztavená slitina pro nástrojovou ocej. Rozpráší za teploty 154O°C až 1630°C za vzniku prášku, který se prudce ochladí na teplotu místnosti, prášek se proseje na velikost asi 1,19 mm» isostaticky se za horka stlačí za teploty asi 1Ο93°Θ až 1172°C a tlaku mezi ”13 až 16 ksi”, přičemž vzniklé předměty po zpracování za horka, legování a tvrzení na nejméně 58 HRC mají objemovou frakci v podstatě všech karbidů, bohatých vanadem typu MC mezi 4 až 8% a přičemž největší velikost primárních karbidů nepřevyšuje asi 6 mikrometrů v jejich nejdelším rozměru, a přičemž, jak uvedeno výše Charpy-ho C-derovací rázová houževnatost, takto dosažená, činí nejméně ”50 ft’’..
4· Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že se tyto dokonalé hutné, v oděru odolné a práškovou metalurgií za studená zpracované předměty z nástrojové oceli, bohaté vanadem vyrábějí z nástrojové oceli, obsahující 0,70 ažO,9O% uhlíku 0,2 až 1,00% manganu, až do 0,05% fosforu, až do 0,03% síry, nejvýše 1,50% křemíku, 7,00 až 8,50% chrómu, 0,50 až 1,75% molybdenu, až do 0,50% wolframz, 2,25 až 2,90% vanadu, až do D,10% dusíku s tím, že úbytek tvořínželezo a nejvýše přípustný obsah • · · · ' • · · • · · · · · ♦ · · • · · · · · · ··· · ·

-24-r uhlíku nepřekročí množství, jež je dáno rovnicí %C_max = 0,60 + 0,177(%V-l,0).

5· Způsob podle nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že se provádí za teploty mezi 1565°C až 162O°C.

JUDr. Petr KALENSKY advokát $~·ΉΕ0ΝΛ ADVOKÁTNÍ KANCELÁŘ VŠETEČKA ZELfcNÝ ŠVORČÍK KALENSKÝ A PARTNER!

120 00 Praha 2, Hálkova 2 Česká republika ··

-2ξΟ

Vyobrazení 1

Distribuce a velikost primárních karbidů, bohatých na vanad MC-typu v tepelně tvrzených předmětů z nástrojové oceli’^za použití práškované metalurgie dle tohoto vynálezu, za obsahu 2,82% vanadu (tyčinka 90-80) > zvětšení: lOOOx ·· ··

Vyobrazení 2 ’ Distribuce a velikost primárních, vanadem bohatých karbidů MC-typu a karidů, bohatých chromém, typu

MyC^ u oběžných nástrojů z nástrojové obeli litých do ingotů se složením podobným tyčince 80-90 Zvětčení: lOOOx ·· ···· ·· ···· ·· ·· ·· · ·· · ···· ·· ··· ···· • · ·· · ·· ···· · • · ···· ··· ····· · · ·· ·· ·· -27Vyobrazení 3

Karbidy, obsah v % (objemově)

-28• · ·· • ·· 9

99 9 99

9 99

9999

Vyobrazení 4

•H +> — o •H R ra Pí M > P< o +> <D 44 o CQ (—i O Φ o a >R £1 r4 r-i +> ^,ΛΦ Ό a δ O o 44

Obsah karbidu v % (objemově)