PL76714B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Lenin Kohaszati Miivek, Miskolc (Wegierska Re¬ publika Ludowa); Ózdi Kohaszati Uzemek, Ózd (Wegierska Repu- blikaLudowa) i Sposób produkcji szybko tnacej stali weglowej Przedmiotem wynalazku jest sposób produkcji szybko tnacej stali weglowej o wlasnosciach anty¬ korozyjnych przeznaczonej do wyrobu narzedzi skrawajacych.Znane sa narzedzia skrawajace wykonywane z róznych gatunków stali stopowej gwarantujacej duza odpornosc narzedzia na stepienie ostrza ze wzgledu na koniecznosc równomiernej obróbki skrawanego elementu.Ze wzgledu na stale wzrastajace wymagania technologiczne w okresie dopuszczalnych granic tolerancji stawiane przez odbiorców, wazna jest nie tylko dokladna, ale równiez jednolita obróbka materialu skrawanego. T*ym stale wzrastajacym wymaganiom odpowiadaly tylko w pewnej mierze stale automatowe. Rozpoczeto wiec badania doty¬ czace poszerzenia asortymentu gatunków stali od¬ powiadajacych rosnacym wymaganiom obróbki.Zgodnie z badaniami, które byly oglaszane w li¬ teraturze technicznej i patentowej, przy stalach weglowych, przeznaczonych do wyrobu narzedzi skrawajacych stosowano niemetaliczne powloki weglików zawierajacych TiC (tytan i wegiel) w celu utworzenia powierzchni antykorozyjnych, które zawsze istniej^ w stalach maszynowych, ale które znacznie zmniejszaja zywotnosc narzedzi.Tego rodzaju niemetaliczne powloki maja te wa¬ de, ze obnizaja jakosc krawedzi narzedzi skrawa¬ jacych na skutek tego, ze podczas obróbki tworza sie na nich metaliczne wglebienia obnizajace war- 10 2 tosc technologiczna obróbki skrawaniem. Stwier¬ dzono przy tym, ze aby stworzyc wlasciwa dla stali weglowej niemetaliczna powloke, która ma byc odporna na korozje, nalezy zastosowac wielo¬ skladnikowy stop o skladzie 75—90% Si (krzemu) 4^10% Ca wapn) i maksimum 2% Al (alumi¬ nium).Grubosci niemetalicznych powlok, które stoso¬ wane sa do narzedzi skrawajacych z weglików zawierajacych TiC (tytan i wegiel), przystosowane sa do róznych temperatur i wzrastajacych naci¬ sków na powierzchnie robocza narzedzia.Stwierdzono równiez, ze jesli stal skrawana 15 jest przy zwiekszonej szybkosci, to pod wplywem dzialania temperatury, wzrastajacej w miare zwiekszania szybkosci skrawania, przyczepnosc niemetalicznych warstw zostaje zmniejszona, przy czym warstwy te zostaja zgniecione pod wply- 20 wem zmniejszonej odpornosci wynikajacej ze wzro¬ stu temperatury i nacisku skrawanych wiórów.W wyniku tego zwiekszenie szybkosci skrawania wedlug znanych sposobów jest ograniczone wy¬ trzymaloscia narzedzia skrawajacego i zadana ja- 25 koscia obróbki skrawanego elementu. Jesli twar¬ dosc obrabianej stali jest wysoka, to nacisk na skrawajace narzedzie gest zwiekszony, w wyniku czego górna granica zakresu korzystnych szybko¬ sci skrawania obniza sie. Obniza sie równiez szyb- 30 kosc przesuwu narzedzia skrawajacego, co pocia- 767143 ga za soba obnizenie jakosci obróbki i podroze¬ nie jej kosztów.Celem wynalazku jest udoskonalenie technologii produkcji antykorozyjnej szybko tnacej stali, któ¬ rej wlasnosci skrawajace sa znacznie lepsze niz dotychczas znanej.Aby osiagnac ten cel postanowiono zgodnie z wynalazkiem zastosowac proces technologiczny przy produkcji antykorozyjnej szybko tnacej stali, w którym dodatek antykorozyjnych pierwiastków uzalezniony jest od zawartosci C w gotowej stali.Doswiadczalnie ustalono, ze gdy stal zawiera ma¬ ksimum 0,65% C to jest bardzo odporna na zuzy¬ cie niemetalicznaj powloki umieszczonej na kon¬ cówce narzedzia i przez to wielokrotnie powieksza sie zywotnosc tego narzedzia.Podstawowa tcecha wynalazku jest równiez to, ze w przypadku stasowania róznych weglowych gatunków stali skrawalnosc narzedzia z powloka z weglików jest przez caly czas skrawania jedno¬ lita i moze byc utrzymywana na okreslonym po¬ ziomie przy stosowaniu szerokiego zakresu szyb¬ kosci skrawania. Przy stosowaniu zgodnie z wy¬ nalazkiem dodatków o skladzie Ca Si Al oraz Ca Mn Si Al (w formie zelazostopów) nastepuja do¬ datkowe polaczenia pierwiastków antykorozyj¬ nych, a wlasnosci antykorozyjne stali otrzymuje sie w wyniku stosowania odpowiednich proporcji tych dwu skladników antykorozyjnych oraz ogra¬ niczenia górnej granicy zawartosci C (wegla) w stali.Zgodnie z wynalazkiem przy stosowaniu Ca Si Al stosunek wagowy Ca: Al winien byc utrzy¬ many w zakresie miedzy 1:5 i 1:10, natomiast stosunek wagowy Al: Si winien byc utrzymany ponizej 1 :35.Wedlug niniejszego wynalazku w Ca Mn Si Al stosunek wagowy Ca: Si winien byc utrzymany w granicach 1:20 lub 1: 10, natomiast zawartosc Mn winna byc utrzymana w granicach 10—20°/o w stosunku wagowym, a zawartosc Al maksimum 1,5% w stosunku wagowym. Powyzsze dwa anty¬ korozyjne skladniki winny byc dodawane zaleznie od zawartosci C (wegla) w stali wedlug okreslo¬ nego ukladu. W przypadku gdy stal weglowa za¬ wiera C (wegla) maksimum 0,65% wagowych a Si od 0,17 do 0,63% wagowych, obliczenia do¬ datku przeprowadza sie wedlug wzoru: Xx. (C% — 0,15) • 8 ^ Ca Si Al + X2 • (0,65 — C%) • .8 -^ Ca Mn Si Al.W powyzszym ukladzie wartosc mnoznika Xx 70 i X2 oznacza: — %±0,1, gdzie % Si oznacza za- Si wartosc Si w zelazostopach Ca Si Al i Ca Mn Si Al w odpowiednich procentach wagowych.W wyniku zastosowania antykorozyjnych dodat¬ ków Ca Si Al i Ca Mn Si Al zgodnie z niniej¬ szym wynalazkiem otrzymujemy stal przystoso¬ wana do produkcji narzedzi skrawajacych pracu¬ jacych w duzym zakresie temperatur i nacisków. 4 Zachowanie proporcji tych dwóch antykorozyj¬ nych dodatków wedlug omówionego równania po¬ woduje, ze odpornosc cieplna antykorozyjnych skladników znajdujacych sie w stali jest prawie 5 proporcjonalna w stosunku do wytrzymalosci stali weglowej. Z tego wzgledu przy stosowaniu w prak¬ tyce narzedzi skrawajacych ze stali weglowej, na¬ rzedzia dodatkowo zabezpieczane sa niemetalicz¬ nymi powlokami, które sa nakladane w celu 10 przystosowania narzedzi do obróbki skrawaniem przy szerokim zakresie szybkosci skrawania.W celu zapewnienia jednolitego rozkladu anty¬ korozyjnych skladników w stali ustalona ich ilosc dodaje sie w nastepujacej kolejnosci. Czesc obli- 15 czonej porcji dodaje sie do kadzi odlewniczej a pozostala czesc dodaje sie podczas spustu na strumien przy napelnianiu kadzi do 1/3 wysokosci.W pierwszej kolejnosci w kazdym przypadku do¬ dawany jest stop Ca Mn Si Al. Jezeli ilosc do- 20 dawanego Ca Mn Si Al jest wieksza od polowy calkowitego ciezaru zelazostopów (obliczonych na podstawie zaw. C w stali) to dodatek stopowy Ca Mn Si Al o ciezarze wagowym równajacym sie polowie calkowitego ciezaru jest dodawany do 25 kadzi, a pozostala czesc Ca Mn Si Al dodawana jest razem z Ca Si Al na strumien stali w czasie jej spustu do kadzi.Praktyczne zastosowanie sposobu wedlug niniej¬ szego wynalazku przedstawione jest za pomoca 30 dwu kolejnych przykladów.Przyklad 1. Wytopiona w piecu stal weglo¬ wa o symbolu C25 spuszcza sie do kadzi. Mie¬ szanina zelazostopów odtleniajacych o skladzie antykorozyjnym zawiera: 35 Ca Si Al: Ca 10% czesci wagowych, Si 70% czesci wagowych, Al 1,5 % czesci wagowych, Fe — pozostala ilosc.Ca Mn Si Al: Ca 5% czesci wagowych, Mn 16% czesci wagowych, Si 60% czesci wagowych, 40 Al 0,8% czesci wagowych, Fe pozostala ilosc.Sklad powyzszy dwóch stopów jest zgodny z obliczeniem wykonanym wedlug niniejszego wy¬ nalazku a dotyczacym zachowania proporcjonal¬ nosci czesci skladowych: 45 w przypadku Ca Si Al: Ca : Si = 10 : 70 = 1 : 7 Al: Si ¦= 1,5 : 75 = 1 : 50 w przypadku Ca Mn Si Al: Ca; Si =5 : 60 = = 1:12 50 10% Mn = 16% 20% Mnoznik XL i X2 w omówionym wzorze zgo¬ dnie z wynalazkiem sluzy do okreslenia proporcji wymienionych dwu zelazostopów. W danym przy- 55 kladzie wynosza one: 70 70 Xi= = 1,00; X2= = 1,17 70 80 60 Ilosc antykorozyjnych zelazostopów przewidzia¬ nych w formie dodatków obliczone sa na podsta¬ wie zawartosci C (wegla) wynoszacej 0,25% w gotowej stali i wynosza: 65 Ca Si Al = 1,00 • i(0,25—0,15) -8 — =0,8 ~5 76714 6 Ca Mn Si Al = 1,17'- (0,65^0,25). 8 — = 3,7 — Laczna ilosc antykorozyjnych zelazostopów prze¬ znaczonych do odtleniania calego 100-tonowego wsadu wynosi: Ca Si Al = 80 kg Ca Mn Si Al = 370 kg Razem: 450 kg Wyzarzanie antykorozyjnych stopów winno trwac nie krócej niz 8 godzin, przy czym stopy winny byc rozdrabniane w taki sposób, aby ilosc kawalków mniejszych od 10 mm nie przewyzszala 10% calej ilosci, przy czym kawalkowosc tego stopu nie powinna byc wieksza niz 120 mm. Do kadzi odlewniczej przed spustem winno byc do¬ dane 450:2 = 225 kg Ca Mn Si Al, a pozostale 370—225 = 145 kg winno byc wprowadzone wraz z 80 kg Ca Si Al na strumien stali w czasie spu¬ stu, przy czym zakonczenie dodawania zelazosto¬ pów z rynny zasilajacej musi nastapic przed na¬ pelnieniem kadzi do 1/3 wysokosci.Przyklad 2. Stal weglowa o symbolu C45 wytopiona jak w przykladzie 1 spuszcza sie do kadzi. Stosuje sie zelazostopy o skladzie podanym w przykladzie 1.Mnozniki Xi i X2 obliczone ze wzoru zgodnie z wynalazkiem wynosza: X! =1,00 i X2 = 1,17 Zestawienie ilosci dodatku antykorozyjnych ze¬ lazostopów obliczane jest na podstawie zawartosci C w gotowej stali i wynoszacej 0,45%: Ca Si Al = l.i(0,45—0,15). 8 ^~ = 2,4 ^ Ca Mn Si Al = 1,17-{0,65—0,45)-8 ^ = 1,9 -y* Ilosc antykorozyjnych zelazostopów przeznaczo¬ nych do odtleniania calego 100-tonowego wsadu wynosi: Ca SiAl 240 kg Ca Mn Si Al 190 kg Razem: 430 kg Wyzarzanie i rozdrabnianie antykorozyjnych stopów winno odbywac sie w taki sam sposób jak w przykladzie 1. Do kadzi odlewniczej przed spu¬ stem winna byc dodana polowa antykorozyjnych zelazostopów to jest 430:2 = 215 kg, w tym 190 kg Ca Mn Si Al a 25 kg Ca Si Al.Pozostale 215 kg Ca Si Al winno byc wprowadzo¬ ne do stali podczas spustu przed napelnieniem kadzi do jednej trzeciej wysokosci. Stal weglowa wytwarzana sposobem wedlug niniejszego wyna¬ lazku winna zawierac maksimum 0,65 C co po¬ twierdzaja doswiadczenia praktycznie przy stoso¬ waniu obróbki skrawaniem, ocenianej na podsta¬ wie dlugotrwalosci pracy noza tokarskiego i szyb¬ kosci skrawania. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób produkcji szybko tnacej stali weglo¬ wej odtlenionej zelazostopami Ca Si Al i Ca Mn Si Al dodawanymi do kadzi, znamienny tym, ze stal odtlenia sie za pomoca Ca Si Al, w którym stosunek procentów wagowych Ca : Si wynosi 1: 5 do 1 :10 a stosunek procentów wagowych Al: Si wynosi maksymalnie 1: 35 oraz za pomoca Ca Mn Si Al, w którym stosunek procentów wagowych Ca : Si wynosi 1: 20 do 1:10, procentowa zawar¬ tosc Mn wynosi 10 do 20% czesci wagowych, a procentowa zawartosc Al wynosi maksymalnie 1,5% czesci wagowych, przy czym zelazostopy te dodaje sie w ilosci zaleznej od zawartosci pro¬ centowej wegla w gotowej stali wedlug wzoru: Xi- (C% — 0,15). 8 -y- CaSiAl + + X2-{0,65 —C%)-8 y- Ca Mn Si Al, gdzie wartosci Xi i X2 wynosza — ±0,1, przy czym Si % stanowi zawartosc Si w poszczegól¬ nych zelazostopach w % wagowych.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodawane zelazostopy wyzarza sie przez okres 8 godzin, przy czym ilosc kawalków powyzej 10 mm w zelazostopie jest mniejsza niz 10%, a wielkosc pozostalych kawalków zelazostopu nie przekracza 120 mm.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze polowe obliczonej ilosci zelazostopów dodaje sie do kadzi, a pozostala polowe dodaje sie na stru¬ mien stali w czasie spustu przed napelnieniem kadzi do 1/3 wysokosci.

4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze do stali dodaje sie w pierwszej kolejnosci zelazo¬ stop Ca Mn Si Al. 10 15 20 25 30 35 40 45 PL PL