DE1508127B2

DE1508127B2 - Process for the production of fine carbide tool and high-speed steels

Info

Publication number: DE1508127B2
Application number: DE1508127A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. Kapfenberg Steiermark Schwarz (Oesterreich)
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1965-12-14
Filing date: 1966-12-12
Publication date: 1974-02-21
Also published as: AT269933B; US3482259A; CH488508A; DE1508127A1; GB1153798A; FR1504348A

Description

Bei der Erzeugung von ledeburitischen Werkzeugstählen, insbesondere von Schnellarbeitsstählen, bilden sich in einem gewissen Abstand von der Blockoberfläche grobe Dendrite aus, welche von einem Karbidnetzwerk umgeben sind. Die Ausbildung dieser dendritischen Zone wird dadurch erklärt, daß in einer gewissen Tiefe des Blockes der auf Wärmeableitung zurückzuführende Wärmeverlust durch die Kristallisationswärme'aufgewogen wird und die Erstarrung daher bei beinahe konstanter Temperatur vor sich geht.Form in the production of ledeburitic tool steels, especially high-speed steels At a certain distance from the block surface, coarse dendrites emerge, which are from a Carbide network are surrounded. The formation of this dendritic zone is explained by the fact that in a certain depth of the block, the heat loss due to heat dissipation through the Heat of crystallization 'is weighed out and the solidification therefore it is going on at a nearly constant temperature.

Dieses Gefüge, vor allem das grobe Karbidnetzwerk, kann die Güteeigenschaften sowohl von ledeburitischen Werkzeugstählen, besonders aber von Schnellarbeitsstählen in nachteiliger Weise beeinflussen. This structure, especially the coarse carbide network, can have the quality properties of both ledeburitic Affect tool steels, but especially high-speed steels, in a disadvantageous way.

Die bisherigen Versuche, das Problem der gleichförmigen globularen Erstarrung in Blöcken mit großen Querschnitten zu beherrschen und damit eine feine Verteilung der Karbide zu erzielen, haben zwar zu Verbesserungen geführt, deren Ausmaß aber mit zunehmendem Blockquerschnitt wieder abnimmt.The previous attempts to solve the problem of uniform globular solidification in blocks with large To master cross-sections and thus to achieve a fine distribution of the carbides, it is true led to improvements, the extent of which decreases again with increasing block cross-section.

Eine gewisse Verbesserung ist durch die Anwendung des Prinzips des wachsenden Blockes, welches z.B. beim Elektroschlackeumschmelzen Anwendung findet, erzielbar. Bei diesem Verfahren wird eine Elektrode aus dem gewünschten Werkzeug oder Schnellarbeitsstahl in einer Schicht von flüssiger Schlacke umgeschmolzen, wobei das abschmelzende Metall in Tröpfchenform durch die Schlacke in eine wassergekühlte Kokille sickert, in welcher Schicht fürSome improvement is through the application of the growing block principle, which is used e.g. in electroslag remelting, achievable. In this process, a Electrode from the desired tool or high speed steel in a layer of liquid Slag remelted, whereby the melting metal in droplet form through the slag into a water-cooled mold seeps in which layer for

ίο Schicht der Block aufgebaut wird.ίο layer the block is built up.

Ein Merkmal solcher Verfahren ist darin zu erblicken, daß es im Vergleich zum üblichen Blockguß durch die geänderten Kristallisationsbedingungen weder zur Ausbildung einer feinkörnigen Randzone noch zur Entstehung einer grobkristallinen Kernoder Zwischenzone kommt. Vielmehr ist bei Blökken, die nach einem solchen Umschmelzverfahren hergestellt werden, sowohl in der Mitte als auch am Rand ein annähernd gleichmäßig ausgebildetes Gefüge mit mittleren Korngrößen zu beobachten.A feature of such a process is that it is compared to the usual ingot casting due to the changed crystallization conditions neither to the formation of a fine-grained edge zone a coarsely crystalline core or intermediate zone is still formed. Rather, at Blökken, which are produced by such a remelting process, both in the middle and on the At the edge, an almost uniform structure with medium grain sizes can be observed.

Eine feinkörnige Randzone wäre jedoch für die Herstellung von vielen Werkzeugstählen zweifellos erwünscht.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, die Vorteile des üblichen Blockgießverfahrens mit den Vorteilen des Verfahrens unter Anwendung des Prinzips des wachsenden Blockes zu kombinieren und die Nachteile beider Verfahrensgruppen zu vermeiden.However, a fine-grained edge zone would undoubtedly be desirable for the production of many tool steels.
The present invention is based on the idea of combining the advantages of the usual block casting method with the advantages of the method using the principle of the growing block and avoiding the disadvantages of both groups of methods.

Zur Verwirklichung des Gedankens wird daher vorgeschlagen, den Hohlraum eines Rohres aus dem gewünschten Stahl nach dem Prinzip des wachsenden Blockes mit Material aufzufüllen, welches die gleiche Temperaturausdehnung und die gleiche Phasenum-Wandlung wie der Rohrwerkstoff besitzt. Hierbei kann es sich etwa um die gleiche Legierung oder aber auch, z. B. zur Herstellung von Verbundwerkzeugen, um ein anders legiertes Material handeln. Im folgenden soll ein derartiges Material, das die gleiche Temperaturausdehnung und die gleiche Phasenumwandlung wie der Rohwerkstoff besitzt, als »artgleiches Material« bezeichnet werden.To realize the idea, it is proposed that the cavity of a tube from the desired steel to be filled with material according to the principle of the growing block, which is the same Temperature expansion and the same phase transformation as the pipe material possesses. Here it can be about the same alloy or, for. B. for the production of composite tools, be a different alloyed material. In the following, such a material is said to be the same Temperature expansion and the same phase transformation as the raw material possesses, as »of the same kind Material «.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Erzeugung eines feinkarbidischen Materials aus ledeburitischem Werkzeugstahl, insbesondere Schnellarbeitsstahl, zur Herstellung von Werkzeugen, und die Erfindung besteht darin, daß der Hohlraum eines Rohres aus dem gewünschten Stahl nach dem Prinzip des wachsenden Blockes mit artgleichem Material aufgefüllt wird.The invention therefore relates to a method for producing a fine carbide material from ledeburitic tool steel, in particular High speed steel, for the manufacture of tools, and the invention consists in that the cavity a pipe made of the desired steel according to the principle of the growing block with material of the same type is filled.

Das zur Verwendung kommende Rohr kann z. B. gegossen werden, wobei für eine ausreichend rasche Abkühlung des Gusses gesorgt werden muß, um eine feinglobulare Erstarrung zu erreichen. Die Ab-Schmelzgeschwindigkeit des Elektrodenmaterials muß so gewählt werden, daß einerseits ein einwandfreies Verschweißen mit dem Rohr erfolgt, andererseits aber genügend Rohrwerkstoff verbleibt, welcher durch diesen Schweißvorgang hinsichtlich seiner Kristallisation nicht beeinflußt wird.The coming to use pipe can, for. B. be poured, with for a sufficiently rapid Cooling of the casting must be taken care of in order to achieve a fine globular solidification. The meltdown rate the electrode material must be selected so that, on the one hand, perfect welding with the pipe takes place, on the other hand but enough pipe material remains, which through this welding process in terms of its crystallization is not affected.

An Stelle eines gegossenen Rohres kann auch ein Rohr Verwendung finden, das aus bereits verformtem Material hergestellt wurde. Die Verwendung eines solchen Rohres wird dann vorteilhaft sein, wenn in der Randzone des erfindungsgemäß herzustellenden Materials eine ganz bestimmte Karbidverteilung und Karbidgröße erwünscht wird.
Ferner besteht die Möglichkeit, das zur Verwen-Instead of a cast pipe, it is also possible to use a pipe that has been produced from material that has already been deformed. The use of such a tube will be advantageous if a very specific carbide distribution and carbide size is desired in the edge zone of the material to be produced according to the invention.
There is also the option of using the

dung kommende Rohr durch Ausbohren eines Gußstückes herzustellen. Diese Möglichkeit ist dann mit Vorteil anwendbar, wenn Gußstücke mit feinkörniger Randzone zur Verfügung stehen.manufacture coming pipe by drilling out a casting. This possibility is then with Can be used advantageously when castings with a fine-grained edge zone are available.

In F i g. 1 ist das Prinzip dieses Verfahrens sehematisch dargestellt. Hierin istl der Rohrwerkstoff, 2 die artgleiche Elektrode, 3 die flüssige Schlacke, 4 der flüssige Metalldampf und 5 das erstarrte Material. In Fig. 1, the principle of this procedure is seminal shown. This is the pipe material, 2 the electrode of the same type, 3 the liquid slag, 4 the liquid metal vapor and 5 the solidified material.

Das erfindungsgemäße Material kann in unverformtem Zustand für die Erzeugung von Werkzeugen Verwendung finden, wobei es notwendig ist, dieses Material vor der Zerspanung weichzuglühen. Es kann aber auch warmverformt werden, wie z.B. durch Walzen oder Schmieden, und erst im verformten Zustand nach dem erforderlichen Weichglühen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Werkzeugen Verwendung finden.The material according to the invention can be used in the undeformed state for the production of tools Find use, whereby it is necessary to anneal this material before machining. It but can also be thermoformed, e.g. by rolling or forging, and only in the deformed Condition after the required soft annealing as a starting material for the manufacture of tools Find use.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Schwierigkeit beseitigt, die bisher der Herstellung von hochwertigen Werkzeugen, besonders von Werkzeugen großer Abmessungen, aus den metallurgisch schwer beherrschbaren ledeburitischen Stählen hemmend im Wege stand.The present invention overcomes a difficulty heretofore associated with manufacture of high-quality tools, especially of large-sized tools, from the metallurgical difficult to control ledeburitic steels in the way.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of a fine carbide primary material from ledeburitic tool steels, in particular high-speed steels, for the manufacture of tools, characterized in that the cavity is a Pipe is filled with material of the same type according to the principle of the growing block.

2. Process for the production of a fine carbide primary material from ledeburitic tool steels, in particular high-speed steels for the manufacture of tools according to claim 1, characterized in that the pipe to be used is cast.

3. Process for the production of a fine carbide primary material from ledeburitic tool steels, in particular high-speed steels, for the production of tools according to claim 1, characterized in that the pipe to be used is made from already deformed! Material is made.

4. Process for the production of a fine carbide primary material from ledeburitic tool steels, in particular high-speed steels for the manufacture of tools according to claim 1, characterized in that the pipe used by drilling out a casting is made.

5. Process for the production of a fine carbide pre-maierial from ledeburitic tool steels, in particular high-speed steels, for the production of tools according to the claims 1 to 4, characterized in that the raw material is produced by rolling or forging hot worked and that after the soft annealing of the deformed material the desired tools can be made from this.