ES2274414T3 - Objeto de acero trabajado en frio. - Google Patents
Objeto de acero trabajado en frio. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2274414T3 ES2274414T3 ES04450082T ES04450082T ES2274414T3 ES 2274414 T3 ES2274414 T3 ES 2274414T3 ES 04450082 T ES04450082 T ES 04450082T ES 04450082 T ES04450082 T ES 04450082T ES 2274414 T3 ES2274414 T3 ES 2274414T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- less
- max
- maximum
- quad especially
- quad
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 49
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 claims description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 claims 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract 2
- 244000245420 ail Species 0.000 abstract 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000004611 garlic Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 14
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000735 Pm alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/30—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with cobalt
Abstract
Objeto de acero trabajado en frío, térmicamente mejorado, con una composición química del material en % en peso: carbono (C) más de 0, 6 y menos de 1, 0 silicio (Si) más de 0, 3 y menos de 0, 85 manganeso (Mn) más de 0, 2 y menos de 1, 5 fósforo (P) MÁXIMO 0, 03 azufre (S) menos de 0, 5 cromo (Cr) más de 4, 0 y menos de 6, 2 molibdeno (Mo) más de 1, 9 y menos de 3, 8 níquel (Ni) menos de 0, 9 vanadio (V) más de 1, 0 y menos de 2, 9 wolframio (W) más de 1, 8 y menos de 3, 4 cobre (Cu) menos de 0, 7 cobalto (Co) más de 3, 8 y menos de 5, 8 Aluminio (Al) menos de 0, 045 nitrógeno (N) menos de 0, 2 oxígeno (O) MÁXIMO 0, 012 Opcionalmente Estaño (Sn) MÁXIMO 0, 02 Antimonio (Sb) MÁXIMO 0, 022 Arsénido (Se) MÁXIMO 0, 03 Selenio (Se) MÁXIMO 0, 012 Bismuto (Bi) MÁXIMO 0, 01 Resto hierro (Fe) Así como unos elementos de acompañamiento y de impureza condicionados por la fundición, el cual material está fabricado según un procedimiento pulvimetalúrgico y posee un trabajo de la flexión por impactos o golpes, a temperatura ambiente, de más de 40, 0 Julios (J), con una dureza de 64 HRC.
Description
Objeto de acero trabajado en frío.
La invención se refiere a un objeto de acero
trabajado en frío. Más concretamente se refiere la invención a un
objeto de acero trabajado en frío con perfil de las propiedades
mejorado, en especial con alta resistencia así como alta
ductilidad.
Para una conformación maciza en frío, por
ejemplo, con matrices de extrusión y machos, o troqueles para la
fabricación de elementos de construcción y también para
herramientas de corte con elevadas exigencias adicionales a la
tenacidad del material, como machos de roscar o terrajas y
similares, se necesitan en la técnica moderna objetos con alto
nivel de las propiedades, del material en conjunto. Esta clase de
aceros, para trabajos en frío son conocidos, por ejemplo, por JP
7316739. Esto también resulta, de los desembolsos, que se originan
para la fabricación de herramientas, porque, la mayoría de las
veces, una complicada geometría de un elemento de construcción a
producir implica elevados costos para una fabricación de
herramientas.
Este requisito se ha de ver, en primer lugar,
con miras a una rentabilidad mejorada en el caso de una fabricación
de elementos de construcción o componentes en grandes cantidades. A
fin de mantener bajos los gastos totales, hay que hacer, por
consiguiente, para el respectivo caso de necesidad una elección de
material para la pieza, que permite debido a las propiedades de los
materiales, una durabilidad máxima posible.
Para el mejoramiento de la duración de un objeto
de acero para trabajos en frío en la práctica con alto esfuerzo en
conjunto se han de ajustar a un elevado nivel de igual forma las
propiedades del material ductilidad, para impedir roturas del
utillaje y resistencia para asegurar la exactitud o estabilidad
dimensional y para minimizar un desgaste.
Elevada, resistencia contra desgaste abrasivo
presentan materiales a base de hierro con alta proporción de
carburos, en especial con alta proporción de monocarburos dentro de
una matriz dura. Este tipo de aceros posee, en la mayoría de los
casos, un alto contenido de carbono hasta un 2,5% en peso, con una
concentración de elementos formadores de monocarburos hasta un 15%
en peso, por consiguiente, una alta proporción de carburos
primarios, pero tienen una baja tenacidad del material en el estado
térmicamente mejorado. Mediante una fabricación pulvimetalúrgica
resulta posible mejorar la estructura de la textura, en especial el
tamaño de los carburos y la repartición de los carburos en el
material del objeto, sin embargo, muchas veces no se puede lograr
una necesaria tenacidad del material.
En el caso de típicos materiales de acero rápido
de alta aleación, por ejemplo, según DIN N° de material 1.3351 con
fabricación pulvimetalúrgica se pueden conseguir unas propiedades
de tenacidad mejoradas, pero este aumento de la tenacidad del
material no es suficiente para objetos sometidos a esfuerzos
especiales, de suerte que en el funcionamiento de larga duración a
menudo se produce un fallo por rotura.
Ahora bien, es objeto de la invención crear un
objeto de acero para trabajo en frío, cuyo material con alta
resistencia, al desgaste y dureza posee una elevada tenacidad así
como una similar resistencia a la compresión y presenta una
resistencia mejorada a la fatiga. Expuesto con otras palabras: es
cometido de la invención caracterizar un objeto de acero trabajado
en frío con, al mismo tiempo, altos valores de resistencia y
ductilidad, el cual objeto, especialmente en una forma de
realización como matrices y machos, produce alta rentabilidad en
una fabricación de piezas en gran número.
Se logra este objetivo según la invención con un
objeto de acero trabajado en frío con una composición química del
material en % en peso:
| carbono (C) | más de 0,6 | y menos de 1,0 |
| silicio (Si) | más de 0,3 | y menos de 0,85 |
| manganeso (Mn) | más de 0,2 | y menos de 1,5 |
| fósforo (P) | MÁXIMO 0,03 | |
| azufre (S) | menos de 0,5 | |
| cromo (Cr) | más de 4,0 | y menos de 6,2 |
| molibdeno (Mo) | más de 1,9 | y menos de 3,8 |
| Níquel (Ni) | menos de 0,9 | |
| Vanadio (V) | más de 1,0 | y menos de 2,9 |
| Wolframio (W) | más de 1,8 | y menos de 3,4 |
| Cobre (Cu) | menos de 0,7 | |
| Cobalto (Co) | más de 3,8 | y menos de 5,8 |
| aluminio (Al) | menos de 0,045 | |
| nitrógeno (K) | menos de 0,2 | |
| oxígeno (O) | MÁXIMO 0,012 | |
| hierro (Fe) |
así como elementos de
acompañamiento y de impureza condicionados por la fundición como
resto, siendo fabricado el material según un procedimiento
pulvimetalúgico y después de una bonificación térmica a una dureza
de 64 HRC poseyendo un trabajo o energía de flexión por choques o
impactos a temperatura ambiente de más de 40,0 julios
(J).
Las ventajas logradas con la invención consisten
esencialmente en que una composición de materiales dentro de
estrechos límites así como una fabricación pulvimetalúrgica
constituyen sinérgicamente las condiciones previas para un objeto
de acero trabajado en frío, el cual presenta, después de un
mejoramiento térmico, un perfil de propiedades deseado.
En la composición química del material las
actividades de los elementos de aleación, en atención a una
configuración de la textura están armonizadas cinéticamente en su
acción dentro del estado mejorado y con respecto a unas propiedades
del material exigidas.
El contenido de carbono está ajustado a la suma
de los formadores de carburos en la aleación, a fin de formar, por
un lado, carburos y, por otro lado, determinar la templabilidad y
las propiedades de la matriz deseadas. Son necesarias
concentraciones de carbono de más, de un 0,6% en peso, a fin de
conseguir en la bonificación altos valores de dureza de la matriz
en el caso de los contenidos máximos previstos de los elementos
formadores de carburos; en cambio son importantes contenidos de
menos de un 1,0% en peso a fin de ajustar o regular una deseada
cantidad de carburos y una morfología de los carburos.
Desde el punto de vista de la técnica de
aleaciones se han de considerar conjuntamente los elementos
tomadores de carburos cromo (Cr), molibdeno (Mo), vanadio (V) y
wolframio (W) porque su actividad del carbono, como se demostró, en
suma determinan la composición de la austenita o de la estructura
atómica centrada cúbica superficialmente a temperatura de dureza y
a continuación las propiedades de la matriz y las precipitaciones
secundarias de carburos después de revenido único.
En este caso es importante que el contenido de
vanadio de la aleación en % en peso sea mayor de 1,0, pero menor de
2,9, a fin de representar, por una parte, bastantes monocarburos y,
por otra parte, suficiente potencial de dureza secundaria. Además,
el potencial de dureza secundaria se debe ver con un vanadio
residual y los contenidos de los elementos molibdeno (Mo) y
Wolframio (W), porque debido a concentraciones en % en peso de 3,8
molibdeno (Mo), así como 3,4 Wolframio (W) y mayor ya se ocasiona
un empeoramiento o deterioro de la tenacidad de la matriz, donde,
por el contrario, son necesarios mayores contenidos de 1,9
molibdeno (Mo) y 1,8 wolframio (W) para un ventajoso
enmascaramiento del vanadio a fin de evitar grandes monocarburos de
aristas vivas.
Para esta interacción de los elementos también
puede ser importante que el contenido de molibdeno sea, a lo sumo,
un 10% más grande que el de wolframio (W).
Para una aceptación de la dureza y una
templabilidad total o completa del material son de importancia los
elementos cromo (Cr), silicio (Si), manganeso (Mn) y en pequeña
medida níquel (Ni) así como cobalto (Co).
Contenidos de silicio de más de 0.3% en peso son
necesarios para el aseguramiento de bajos contenidos de oxígeno en
el material. En la aleación hay que prever menos de 0,85% en peso
de silicio, a fin de contrarrestar una acción estabilizadora de la
ferrita y una reducción de la aceptación de la dureza de la matriz
a través de este elemento.
Manganeso como elemento importante, que controla
una necesaria velocidad de enfriamiento en el caso del
endurecimiento o temple del objeto, tiene que presentar, según la
invención, unos contenidos en el material en % en peso de menos de
1,5. Sin embargo, como también para un enlace o ligazón del azufre
residual en la aleación son necesarias pequeñas concentraciones de
manganeso, se ha de prever un valor mínimo de más de un 0,2% en
peso.
A fin de no influir de manera no deseada en una
formación de martensita en el caso del enfriamiento de una
temperatura de dureza, se han de regular unos contenidos de níquel
en el material de menos de un 0,9% en peso.
Ciertamente también el cobalto es eficaz en
atención a la tecnología de bonificado a aplicar, pero se ha tenido
en cuenta, según la invención, esta acción desde el punto de vista,
de la técnica de aleaciones. Para una consecución de una alta
dureza mediante solidificación de cristales mixtos del material es
muy importante o significativa, una concentración en la matriz de
más de 3,8 y menos de 5,8% en peso de cobalto. Dentro de los
límites según la invención se influyen mediante el cobalto la
cinética y el tamaño de precipitaciones de carburos, secundarios
favorablemente con miras a las propiedades del material. Se forman
unos carburos muy finos, que representan la dureza secundaria y se
reduce su tendencia o inclinación a hacerse más bastos, por lo cual
se efectúa un ablandamiento, esencialmente retardado, de la
aleación bonificada debido a elevadas temperaturas. Contenidos de
cobalto más bajos que un 3,8% en peso disminuyen la dureza así como
la resistencia a la fatiga del material. Valores de cobalto de un
5,8% en peso y superiores reducen a su vez especialmente la
tenacidad del material.
Es conocido que el aluminio parcialmente puede
actuar como elemento de sustitución para el cobalto y en el caso de
aceros rápidos aumenta la potencia de corte. Debido a una tendencia
a la formación de nitruros así como a causa de una tecnología de
atomizado simple o sencilla y de una baja concentración de nitrógeno
en el metal de menos del 0,2% en peso, el contenido de aluminio en
la aleación tenía, que ser de menos de un 0,045% en peso.
\global\parskip0.980000\baselineskip
Concentraciones de oxígeno de más del 0,012% en
peso reducen, como se ha descubierto, también en el caso de
producción PM las propiedades mecánicas del material compuesto
según la invención.
Mediante contenidos de fósforo de más del 0,03%
en peso se empeora la capacidad de fabricación.
Para un logro de unas propiedades del material
especialmente ventajosas, en especial de alta resistencia y
ductilidad es importante una fabricación pulvimetalúrgica del
objeto de acero trabajado en frío. Merced a una deformación,
ocasionada desde el punto de vista de la técnica de aleaciones, de
carburos primarios esencialmente redondos con pequeño diámetro y un
alto grado de pureza con una favorable configuración de la
estructura era posible evitar una iniciación de grietas provocada
habitualmente por partículas de carburos con aristas vivas y de
impurezas. De tal modo, en el caso de alta dureza del material,
cabe la posibilidad de conseguir un alto trabajo de flexión por
impacto, golpe o choque del material así como una favorable
resistencia, a la fatiga del objeto de acero, en la práctica.
Se pueden seguir aumentando las propiedades de
uso de un objeto de acero para trabajos en frío según la invención
si se presentan uno o varios elementos dentro del material en una
concentración en % en peso de:
- carbono (C)
- más de 0,75 y menos de 0,94
- \quad
- en especial más de 0,8 y menos de 0,9
- silicio (Si)
- más de 0,35 y menos de 0,7
- \quad
- en especial más de 0,4 y menos de 0,65
- manganeso (Mn)
- más de 0,25 y menos de 0,9
- \quad
- en especial más de 0,3 y menos de 0,5
- fósforo (P)
- MÁXIMO 0,025
- azufre (S)
- menos de 0,34
- \quad
- en especial MÁXIMO 0,025
- cromo (Cr)
- más de 0,4 y menos de 5,9
- \quad
- en especial más de 4,1 y menos de 4,5
- molibdeno (Mo)
- más de 2,2 y menos de 3,4
- \quad
- en especial mas de 2,5 y menos de 3,0
- níquel (Ni)
- menos de 0,5
- vanadio (V)
- más de 1,5 y menos de 2,6
- \quad
- en especial más de 1,8 y menos de 2,4
- wolframio (W)
- más de 2,0 y menos de 3,0
- cobre (Cu)
- menos de 0,45
- \quad
- en especial MÁXIMO 0,3
- cobalto (Co)
- más de 4,0 y menos de 5,0
- \quad
- en especial más de 4,2 y menos de 4,8
- aluminio (Al)
- menos de 0,065
- \quad
- en especial más de 0,01 y menos de 0,05
- nitrógeno (N)
- más de 0,01 y menos de 0,1
- \quad
- en especial más de 0,05 y menos de 0,08
- oxigeno (O)
- MÁXIMO 0,01
- \quad
- en especial MÁXIMO 0,09
\global\parskip0.990000\baselineskip
Es de especial ventaja para altos valores de
tenacidad y buenas propiedades de fatiga del objeto si uno o varios
elementos de impureza en el material presentan una concentración en
% en peso de:
- estaño (Sn)
- MÁXIMO \hskip0.5cm 0,02
- antimonio (Sb)
- MÁXIMO \hskip0.5cm 0,022
- arsénico (As)
- MÁXIMO \hskip0.5cm 0,03
- selenio (Se)
- MÁXIMO \hskip0.5cm 0,012
- bismuto (Bi)
- MÁXIMO \hskip0.5cm 0,01
Se pueden fomentar o favorecer la pureza y, por
consiguiente, las propiedades mecánicas del material, en especial
la tenacidad, si el procedimiento pulvimetalúrgico comprende un
atomizado de la colada o masa en fusión con nitrógeno altamente
puro a polvo de metal con una granulometría del polvo de, a lo
sumo, 500 \mum y a continuación esencialmente una introducción
del polvo en un recipiente evitando la entrada de oxigeno y una
compresión isostática a alta temperatura del polvo de metal dentro
del recipiente cerrado para la producción de un tocho o pieza
en
bruto.
bruto.
Para una fabricación económica de un objeto de
acero para trabajo en frío, pero también a causa de las propiedades
del material puede ser favorable si el tocho comprimido
isostáticamente a alta temperatura se elabora ulteriormente
mediante conformación en caliente.
Si, como puede estar previsto, el objeto de
acero trabajado en frío tiene un límite de fluencia de compresión de
más de 2700 MPa, medido con una dureza de 61 HRC, son susceptibles
de fabricación unas matrices de extrusión sumamente fiables con
piezas de moldeo complicadas de articulaciones finas, que también
en el funcionamiento de larga duración muestran un mínimo desgaste
de la superficie y similar peligro de grietas o fisuras.
De ventaja para una estampación dura con carga
intermitente en el funcionamiento de larga duración puede estar
previsto según la invención que el objeto de acero trabajado en
frío después de un bonificado térmico hasta una dureza de 64 HRC
posea un trabajo o energía de la flexión al choque o impacto, a
temperatura ambiente, de más de 80,0 julios (J), con preferencia de
más de 100 julios (J).
A continuación hay que aclarar o explicar la
invención con ayuda de comprobaciones científicas así como
resultados de verificación, en la comparación y conclusiones
finales.
Para la caracterización del objeto según la
invención se ha recurrido al trabajo de flexión por choques,
impactos o golpes a temperatura ambiente según DIN 51222 de
probetas de 7 x 10 x 55 mm no entallas, porque esta clase de
valores posibilitan el dictamen exacto del comportamiento de la
tenacidad.
Para una determinación de rotura y del trabajo
plástico procedente de un ensayo de tracción estático, de un solo
eje, se emplearon probetas de tracción especiales con unas cabezas
de sujeción en forma de bola, ampliadas progresivamente en el
diámetro, teniendo en cuenta el dispositivo de sujeción en la
máquina de ensayos la geometría de las cabezas esféricas. Este tipo
de estudios se describen en la bibliografía (6th International
Tooling Conference, The Use of Tool Steels: Experience and
Research, Karlstad University 10-13 September 2002,
Material Behaviour of Powder-Metallurgically
Processed Tool Steels in Tensile and Bending Tests, páginas 169 -
178).
El límite de recalcado del 0,2% del material se
ha determinado en el ensayo de compresión según DIN 50106 a
temperatura ambiente.
Se realizó una comprobación del desgaste por
abrasión con papel de esmeril de SiC P 120.
El ensayo de materiales emplea distintos métodos
para la caracterización de la resistencia y la ductilidad de
materiales metálicos. El ensayo más importante es el ensayo de
tracción uniaxial. Con este ensayo se pueden determinar unos
valores característicos de la resistencia y de la ductilidad
esenciales. Además, este ensayo permite asertos informativos sobre
el comportamiento de solidificación de los materiales sometidos al
esfuerzo de presión en un solo eje.
En la figura 1 esta representado el alargamiento
a la rotura del material según la invención en comparación con un
acero rápido
HS-6-5-4 en función
de una dureza del material regulada con un mejorado térmico,
realizándose el ensayo utilizando las descritas más arriba.
El alargamiento a la rotura de la aleación según
la invención se sitúa dentro del campo total de dureza de los
materiales más alto que el del acero de comparación y presenta
especialmente en el campo o zona superior de la dureza de 58 HRC
hasta 62 HRC un alargamiento a la rotura hasta 4 veces
superior.
La combinación de propiedades, ventajosa frente
al estado de la técnica de alta resistencia y alta ductibilidad del
material según la invención se muestra especialmente significativo
en la comparación del trabajo plástico, que se determina partiendo
del ensayo estático de tracción en un solo eje. En el caso del
estado de revenido esencialmente igual se ha determinado en el
material según la invención, a temperatura ambiente, un trabajo
plástico más alto en aproximadamente un 20% en el ensayo de
tracción con una dureza del material de 63 HRC. Con una dureza del
material de 61,5 HRC se constató una elevación del trabajo plástico
en aproximadamente un 50%, refiriéndose como material de
comparación a los aceros rápidos, fabricados pulvimetalúrgicamente,
HS-10-2-5-8-PM
y
HS-6-5-3-PM.
Junto a la sobresaliente combinación de las
propiedades de resistencia y ductilidad, que se ha indicado
anteriormente, la aleación según la aleación dispone de una muy
buena resistencia al desgaste abrasivo, que se ha determinado en la
prueba o ensayo con papel de esmeril de SiC. Esta propiedad se
logra a pesar de un contenido de carburos primarios disminuido
frente a aleaciones PM estándar empleadas en este campo de
aplicación.
El valor medio de desgaste alcanza para las
aleaciones indicadas un valor de 7 g^{-1} con una dureza de 61
HRC.
Claims (6)
1. Objeto de acero trabajado en frío,
térmicamente mejorado, con una composición química del material en
% en peso:
- carbono (C)
- más de 0,6 y menos de 1,0
- silicio (Si)
- más de 0,3 y menos de 0,85
- manganeso (Mn)
- más de 0,2 y menos de 1,5
- fósforo (P)
- {}\hskip1.5cm MÁXIMO 0,03
- azufre (S)
- {}\hskip1.5cm menos de 0,5
- cromo (Cr)
- más de 4,0 y menos de 6,2
- molibdeno (Mo)
- más de 1,9 y menos de 3,8
- níquel (Ni)
- {}\hskip1.5cm menos de 0,9
- vanadio (V)
- más de 1,0 y menos de 2,9
- wolframio (W)
- más de 1,8 y menos de 3,4
- cobre (Cu)
- {}\hskip1.5cm menos de 0,7
- cobalto (Co)
- más de 3,8 y menos de 5,8
- Aluminio (Al)
- {}\hskip1.5cm menos de 0,045
- nitrógeno (N)
- {}\hskip1.5cm menos de 0,2
- oxígeno (O)
- {}\hskip1.5cm MÁXIMO 0,012
\vskip1.000000\baselineskip
Opcionalmente
- Estaño (Sn)
- {}\hskip1.5cm MÁXIMO 0,02
- Antimonio (Sb)
- {}\hskip1.5cm MÁXIMO 0,022
- Arsénido (Se)
- {}\hskip1.5cm MÁXIMO 0,03
- Selenio (Se)
- {}\hskip1.5cm MÁXIMO 0,012
- Bismuto (Bi)
- {}\hskip1.5cm MÁXIMO 0,01
Resto hierro (Fe)
\vskip1.000000\baselineskip
Así como unos elementos de acompañamiento y de
impureza condicionados por la fundición, el cual material está
fabricado según un procedimiento pulvimetalúrgico y posee un
trabajo de la flexión por impactos o golpes, a temperatura
ambiente, de más de 40,0 Julios (J), con una dureza de 64 HRC.
2. Objeto de acero trabajado en frío según la
reivindicación 1, presentando uno o varios elementos en el material
una concentración en % en peso de:
- carbono (C)
- más de 0,75 y menos de 0,94
- \quad
- en especial más de 0,8 y menos de 0,9
- silicio (Si)
- más de 0,35 y menos de 0,7
- \quad
- en especial más de 0,4 y menos de 0,65
\newpage
- manganeso (Mn)
- más de 0,25 y menos de 0,9
- \quad
- en especial más de 0,3 y menos de 0,5
- fósforo (P)
- MÁXIMO 0,025
- azufre (S)
- menos de 0,34
- \quad
- en especial MÁXIMO 0,025
- cromo (Cr)
- más de 4,0 y menos de 5,9
- \quad
- en especial más de 4,1 y menos de 4,5
- molibdeno (Mo)
- más de 2,2 y menos de 3,4
- \quad
- en especial mas de 2,5 y menos de 3,0
- níquel (Ni)
- menos de 0,5
- vanadio (V)
- más de 1,5 y menos de 2,6
- \quad
- en especial más de 1,8 y menos de 2,4
- wolframio (W)
- más de 2,0 y menos de 3,0
- cobre (Cu)
- menos de 0,45
- \quad
- en especial MÁXIMO 0,3
- cobalto (Co)
- más de 4,0 y menos de 5,0
- \quad
- en especial más de 4,2 y menos de 4,8
- Aluminio (Al)
- menos de 0,065
- \quad
- en especial más de 0,01 y menos de 0,0
- nitrógeno (N)
- más de 0,01 y menos de 0,1
- \quad
- en especial más de 0,05 y menos de 0,0
- oxígeno (O)
- MÁXIMO 0,01
- \quad
- en especial MÁXIMO 0,009
\vskip1.000000\baselineskip
3. Objeto de acero trabajado en frío según la
reivindicación 1 ó 2, comprendiendo el procedimiento
pulvimetalúrgico una atomización de la colada con nitrógeno a polvo
metálico con una granulometría del polvo de, a lo sumo 500 \mum
y a continuación esencialmente una introducción del polvo en un
recipiente, con evitación de la entrada de oxígeno, y una
comprensión isostática a alta temperatura del polvo de metal dentro
del receptáculo cerrado para la producción de un tocho o pieza
bruta.
4. Objeto de acero trabajado en frío según una
de las reivindicaciones 1 a 3, siendo susceptible de elaboración
ulterior mediante conformación en caliente el tocho comprimido
isostáticamente a alta temperatura.
5. Objeto de acero trabajado en frío según una
de las reivindicaciones 1 a 4, el cual tiene un límite de fluencia
bajo presión de más de 2700 Mpa, medido con una dureza de 61
HRC.
6. Objeto de acero trabajado en frío según una
de las reivindicaciones 1 a 5, el cual presenta un trabajo de la
flexión por choque, golpe o impacto a temperatura ambiente, de más
de 80,0 Julios (J), preferentemente de más de 100 Julios (J), con
una dureza de 64 HRC.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA627/2003 | 2003-04-24 | ||
| AT0062703A AT412000B (de) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Kaltarbeitsstahl-gegenstand |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2274414T3 true ES2274414T3 (es) | 2007-05-16 |
Family
ID=30120896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES04450082T Expired - Lifetime ES2274414T3 (es) | 2003-04-24 | 2004-04-01 | Objeto de acero trabajado en frio. |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7682417B2 (es) |
| EP (1) | EP1471160B1 (es) |
| AR (1) | AR044020A1 (es) |
| AT (2) | AT412000B (es) |
| BR (1) | BRPI0401477B1 (es) |
| CA (1) | CA2465146C (es) |
| DE (1) | DE502004001560D1 (es) |
| DK (1) | DK1471160T3 (es) |
| ES (1) | ES2274414T3 (es) |
| HR (1) | HRP20060447T3 (es) |
| PL (1) | PL1471160T3 (es) |
| PT (1) | PT1471160E (es) |
| RU (1) | RU2270879C2 (es) |
| SI (1) | SI1471160T1 (es) |
| UA (1) | UA81396C2 (es) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT508591B1 (de) * | 2009-03-12 | 2011-04-15 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg | Kaltarbeitsstahl-gegenstand |
| CN106191668A (zh) * | 2016-07-10 | 2016-12-07 | 程叙毅 | 一种排气门座圈材料及制备方法 |
| CN105925898A (zh) * | 2016-07-10 | 2016-09-07 | 程叙毅 | 一种进气门座圈材料及制备方法 |
| CN106191695A (zh) * | 2016-07-10 | 2016-12-07 | 程叙毅 | 一种耐磨耐热合金材料及制备方法 |
| DE102021101105A1 (de) | 2021-01-20 | 2022-07-21 | Voestalpine Böhler Edelstahl Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugstahls als Träger für PVD-Beschichtungen und ein Werkzeugstahl |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62250158A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-10-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間鍛造金型用鋼 |
| JP2960496B2 (ja) * | 1989-12-12 | 1999-10-06 | 日立金属株式会社 | 冷間工具鋼 |
| JPH04180541A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-26 | Hitachi Metals Ltd | 被削性に優れた冷間工具鋼 |
| JP2711788B2 (ja) * | 1993-02-25 | 1998-02-10 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 軽金属等の押出用大型ダイスの製造方法 |
| CA2131652C (en) * | 1993-09-27 | 2004-06-01 | William Stasko | Sulfur-containing powder-metallurgy tool steel article |
| US5522914A (en) * | 1993-09-27 | 1996-06-04 | Crucible Materials Corporation | Sulfur-containing powder-metallurgy tool steel article |
| JPH07316739A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-12-05 | Daido Steel Co Ltd | 冷間工具鋼 |
| JP2636816B2 (ja) * | 1995-09-08 | 1997-07-30 | 大同特殊鋼株式会社 | 合金工具鋼 |
| JP3517505B2 (ja) * | 1996-01-16 | 2004-04-12 | 日立粉末冶金株式会社 | 焼結耐摩耗材用原料粉末 |
| AT409389B (de) * | 2001-04-11 | 2002-07-25 | Boehler Edelstahl | Pm-schnellarbeitsstahl mit hoher warmfestigkeit |
| JP4281857B2 (ja) * | 2001-08-09 | 2009-06-17 | 株式会社不二越 | 焼結工具鋼及びその製造方法 |
-
2003
- 2003-04-24 AT AT0062703A patent/AT412000B/de not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-03-16 UA UA2004031961A patent/UA81396C2/xx unknown
- 2004-04-01 ES ES04450082T patent/ES2274414T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-01 PT PT04450082T patent/PT1471160E/pt unknown
- 2004-04-01 DK DK04450082T patent/DK1471160T3/da active
- 2004-04-01 PL PL04450082T patent/PL1471160T3/pl unknown
- 2004-04-01 DE DE502004001560T patent/DE502004001560D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-01 EP EP04450082A patent/EP1471160B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-01 AT AT04450082T patent/ATE340878T1/de active
- 2004-04-01 SI SI200430119T patent/SI1471160T1/sl unknown
- 2004-04-15 AR ARP040101267A patent/AR044020A1/es active IP Right Grant
- 2004-04-22 BR BRPI0401477-4A patent/BRPI0401477B1/pt active IP Right Grant
- 2004-04-23 RU RU2004112557/02A patent/RU2270879C2/ru active
- 2004-04-23 CA CA002465146A patent/CA2465146C/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-23 US US10/830,003 patent/US7682417B2/en active Active
-
2006
- 2006-12-19 HR HR20060447T patent/HRP20060447T3/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SI1471160T1 (sl) | 2007-02-28 |
| UA81396C2 (en) | 2008-01-10 |
| EP1471160A1 (de) | 2004-10-27 |
| BRPI0401477B1 (pt) | 2013-05-28 |
| US20050002819A1 (en) | 2005-01-06 |
| BRPI0401477A (pt) | 2005-01-18 |
| ATE340878T1 (de) | 2006-10-15 |
| ATA6272003A (de) | 2004-01-15 |
| HRP20060447T3 (en) | 2007-03-31 |
| DE502004001560D1 (de) | 2006-11-09 |
| CA2465146A1 (en) | 2004-10-24 |
| AT412000B (de) | 2004-08-26 |
| US7682417B2 (en) | 2010-03-23 |
| DK1471160T3 (da) | 2007-01-29 |
| RU2270879C2 (ru) | 2006-02-27 |
| RU2004112557A (ru) | 2005-10-27 |
| PT1471160E (pt) | 2007-01-31 |
| EP1471160B1 (de) | 2006-09-27 |
| CA2465146C (en) | 2008-04-08 |
| PL1471160T3 (pl) | 2007-02-28 |
| AR044020A1 (es) | 2005-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2722406B1 (en) | Steel for molding die having excellent thermal conductivity, mirror polishing properties and toughness | |
| CN111727267B (zh) | 奥氏体耐磨钢板 | |
| EP2236639B1 (en) | Hot work tool steel with outstanding toughness and thermal conductivity | |
| EP2418296B1 (en) | Case hardening steel superior in cold workability, machinability and fatigue characteristics after carburized quenching and method of production of same | |
| ES2272662T3 (es) | Aleacion de acero para trabajo en frio, para la fabricacion pulvimetalurgica de piezas. | |
| ES2956041T3 (es) | Acero inoxidable, polvo prealeado obtenido por atomización del acero y uso del polvo prealeado | |
| US11047028B2 (en) | Drill component | |
| EP1511873B1 (en) | Cold work steel and cold work tool | |
| JP5076683B2 (ja) | 高靭性高速度工具鋼 | |
| US20060285992A1 (en) | Steel for a plastic molding die | |
| ES2198049T3 (es) | Un acero y una herramienta tratada termicamente del mismo fabricados mediante un procedimiento pulvimetalurgico integrado y uso del acero para herramientas. | |
| JP2010174319A (ja) | プラスチック成形金型用鋼およびプラスチック成形金型 | |
| EP2055798B1 (en) | Tool steel and manufacturing method thereof | |
| TWI434943B (zh) | 冷作工具鋼材物件 | |
| ES2296931T3 (es) | Acero para trabajo en frio. | |
| ES2274414T3 (es) | Objeto de acero trabajado en frio. | |
| JP6191118B2 (ja) | 熱伝導性能と鏡面研磨性及び靭性に優れた成形用金型用鋼 | |
| US11613796B2 (en) | Cemented carbide and composite cemented carbide roll for rolling | |
| JP2013177669A (ja) | 熱伝導性能と鏡面研磨性と耐候性と靭性及び被削性に優れた成形用金型用鋼 | |
| EP3199656B1 (en) | Cold work tool material and method for manufacturing cold work tool | |
| JP2005082814A (ja) | プラスチック成形金型用プレハードン鋼 | |
| JP6710484B2 (ja) | 粉末高速度工具鋼 | |
| JP6788520B2 (ja) | 優れた靱性および軟化抵抗性を有する熱間工具鋼 | |
| EP3255165B1 (en) | Cold work tool material, cold work tool and method for manufacturing same | |
| JP2006089823A (ja) | 高速度工具鋼製金型 |