PL93748B1

PL93748B1 -

Info

Publication number: PL93748B1
Application number: PL1971151009A
Authority: PL
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1971-10-13
Publication date: 1977-06-30
Also published as: AT304999B; SE364730B; BR7106889D0; CH550252A; DE2147792A1; GB1335620A; US3737981A; ZA716560B; FR2111208A5; AU464603B2; DE2147792B2; ES395972A1; DE2147792C3; BE773782A; CA943712A; AU3404471A; IT939560B

Description

Przedmiotem wynalazku jesit sposób wytwarza¬ nia pólwyrobów wzglednie wyrobów gotowych z ledeburytycznych stali narzedziowych, zwlaszcza stali szybkotnacych, o zupelnej jednorodnosci stru¬ ktury i wymaganym rozdrobnieniu weglików w ca¬ lym obszarze wyrobu, poprzez uprzednie wyko¬ nanie z tej stali elektrody stapiainej, ratfinacyjne stopienie jej i doprowadzenie do ponownego skrzepniecia w chlodzonej woda czworokatnej wle¬ wnicy wedlug zasady rosnacego wlewka, naste¬ pne speczenie otrzymanego wlewka w kierunku jego osi wzdluznej i ostateczne przekucie go lub przewalcowanie z gniotem skierowanym prostopa¬ dle do jego pierwotnej osi wzdluznej, przy co najmniej dwustopniowej przeróbce plastycznej w stosunku do jego przekroju wyjsciowego.The subject of the invention is the manufacturing process of semi-finished or finished products from ledeburitic tool steels, especially high-speed steels with complete uniformity of the stream uctura and the required fragmentation of carbons in the whole In this area of the product, by means of previous processing applying a fused electrode of this steel, ratfinishing melting it and bringing it back to life solidification in a water-cooled square infusion the ingot according to the principle of the rising ingot, followed BC defacing the resulting ingot towards its longitudinal axis and its final forging or rolling with the crush facing the perpendicular for its original longitudinal axis, where the least two-stage plastic processing in in relation to its initial cross-section.

Polepszenie struktury stali otrzymywanej w po¬ staci wlewków, przy konwencjonalnym sposobie jej wytwarzania, osiaga sie przez rafinacyjne prze¬ tapianie tej stali, przy czym otrzymuje sie w tym przypadku nie tylko bairdziej jednorodna struktu¬ re w calej objetosci wlewka, ale zwiejksza sie rów¬ niez uzysk stalowniczy. Jednakze stalom ledebury- tycznym, zwlaszcza szybkotnacym stawiane sa tak wysokie wymagania pod wzgledem równomierne¬ go rozkladu weglików i ich drofonoziarnistosci, ze nie wystarcza gdy struktura tych stali jest osia¬ gana tylko droga obróbki cieplnej, chocby naj¬ doskonalszej z dotychczas znanych, przy czym za podstawe oceny jakosci tej struktury przyjmuje 2 sie szeregi hartownicze stal-zelazo. Wymagana strukture stali ledeburytycznej, zwlaszcza stali szybkotnacej osiaga sie dopiero wówczas, gdy po¬ za odpowiednia obróbka cieplna tej stali, podda sie ja dodatkowo odpowiedniej przeróbce plastycz¬ nej, która powoduje, ze pierwotna siatka krysta¬ liczna eutektyki zostaje zniszczona.Improvement of the structure of the steel obtained after ingots, by conventional method its production is achieved by refining taping of this steel, being obtained in this In this case, not only a more homogeneous structure re in the entire volume of the ingot, but it increases as well no steel production. However, the ledebury steel tics, especially high-speed ones, are posed like this high demands in terms of uniform on the decomposition of carbons and their fine graininess that it is not sufficient when the structure of these steels is on the axis only the way of heat treatment, at least more perfect so far known, with for the basis for assessing the quality of this structure is adopted 2 steel-iron hardening series. Required structure of ledeburite steel, especially steel speed is achieved only when the for the appropriate heat treatment of this steel, he will give it is additionally plasticized which causes the original crystal lattice many eutectics are destroyed.

Dla osiagniecia struktury o najwyzszych okres¬ lanych wymaganiach konieczny jest co najmniej 16-krotny stopien przeróbki plastycznej, ale na¬ stepstwem tak wysokiego stopnia przeróbki plas¬ tycznej jest tym, ze otrzymuje sie wyroby o stosunkowo malych przekrojach poprzecznych. Mniejsza niz 8-stopnio- wa przeróbka plastyczna w wiekszosci przypad¬ ków wystarcza do takiego zgniecenia pierwotnej siatki krystalicznej aby nastapilo zawierajace sie w granicach tolerancji rozmieszczenie ziaren we¬ glików, przy odpowiednim ich rozdrobnieniu.For the highest period structure required requirements is at least necessary 16-fold degree of plastic working, but on¬ steppe of such a high degree of processing plastic it is the fact that relatively small products are obtained cross sections. Less than 8 degrees plastic processing in most cases enough for such primary crushing crystal lattice to ensue within the tolerance limits, grain distribution in loudspeakers, with their appropriate grinding.

Proces elektrozuzlowego przetapiania, stosowa¬ nie metody samostapiajacej sie elektrody w próz¬ niowym piecu lukowym, przetapianie w strumie¬ niu elektronów wzglednie w piecu plazmowym z zastosowaniem sterowanego krzepniecia stali, po¬ zwala wprawdzie uzyskac stosunkowo równomier¬ ne rozmieszczenie weglików, ale weglika te sa na¬ dal tak gruboziarniste, ze aby je odpowiednio roz¬ drobnic wymagana jest co najmniej 8-stopniowa przeróbka plastyczna.Electroslung remelting process, used not the method of self-melting electrode into vacuum arc furnace, smelting in stream the number of electrons relatively in the plasma furnace z by the use of controlled solidification of steel, it makes it possible to obtain relatively even the location of the carbons, but the carbons are also na¬ grain so that they can be spread out properly at least 8 steps is required for general cargo plastic processing.

Dotychczas do wytwarzania pólwyrobów wagle- 9374893748 dnie wyrobów gotowych o wymaganej jednorod¬ nosci i ziarnistosci struktury droga co najmniej 8-stopniowej przeróbki plastycznej z ledeburytycz- nych stali narzedziowych, zwlaszcza ze stali szyb¬ kotnacych, rafinowanych przez elektrozuzlowe badz 5 inna przetapianie, stosowano wlewki o kwadrato¬ wym, wielobocznym lub okraglym przekroju po¬ przecznymi, przy czym wlewki te poddawano po¬ osiowemu speczaniu pod naciskiem dzialajacym jednoczesnie na caly poprzeczny przekrój wlewka. 10 Nastepnie wlewki te wydluzano przez przekuwa¬ nie, prostopadle dq pierwotnej osi wzdluznej wlew¬ ka na zadany przekrój poprzeczny, przy zacho¬ waniu odpowiedniego stopnia przeróbki plastycz- nej. .^ 15 Wada tego znanego sposobu bylo to, ze w czasie poosiowego speczania wlewka, pomiedzy kowadlem dplftym*" r^owatilem górnym, których powierzch¬ nie liacisku obejmowaly caly poprzeczny przekrój wlewka, powstawala we wlewku strefa przywiera¬ nia, w której material nie ulegal plastycznemu odksztalceniu, a tym samym pierwotna sianka kry¬ staliczna w tej strefie nie byla niszczona. Gdy tak speczony wlewek wydluzano nastepnie w kierun¬ ku jego osi, wówczas nieodksztalcona strefa ma¬ terialu umiejscawiala sie w osi. wlewka, wskutek czego w odkutym na gotowo wyrobie wytwarzaly sie niejednorodne obszary materialu pod wzgle¬ dem rozkladu i wielkosci weglików. Gdy spe¬ czony wlewek byl nadal odksztalcany za pomoca kucia poprzecznego, to stan ten utrzymywal sie gdyz w srodku wytworzonego preta w zakresie pkolp jednej trzeciej jego calkowitej dlugosci po^ wstawala przy powierzchni nie wystarczajaco od¬ ksztalcona strefa, która czesto siegala az do stre- 35 Jy rdzenia i miala z punktu widzenia metalurgicz¬ nego . strukture praktycznie jeszcze odlewu, to znaczy, ta czesc preta musiala byc przekwalifiko¬ wana do nizszej kategorii jakosci, albo w przy¬ padku wytworzenia zlej struktury — zbrakowana. 40 Oddzielanie tej nieodksztalconej lub tylko nieco odksztalconej strefy wymagalo podzielenia preta.So far, for the production of semi-finished products 9374893748 the bottom of finished products with the required homogeneity road structure and granularity at least 8-step plastic processing with ledeburitic tool steels, especially glass steel fastening, refined by electro-sludge or 5 another remelting, square ingots were used polygonal or circular cross-section crosswise, and these ingots were subjected to axial coagulation under the operating pressure simultaneously for the entire cross-section of the ingot. 10 The ingots were then extended by forging no, perpendicularly dq to the primary longitudinal axis of the infusion for a given cross-section, with the west the appropriate degree of plastic processing on. . ^ 15 The disadvantage of this known method was that it was over time axial splitting of the ingot between the anvil the top surface of which was no friction covered the entire cross section the ingot, a sticking zone was formed in the ingot in which the material was not malleable deformation, and thus the original hay mat steel in this zone was not destroyed. When yes the bloated ingot was then extended in the direction towards its axis, then the non-deformed zone of ma¬ terialu was located on the axis. ingot, as a result what they produced in the forged product There are heterogeneous areas of the material in terms of the distribution and size of carbons. When spe¬ The connected ingot was still deformed with the aid transverse forging, this condition persisted because in the middle of the manufactured rod in the range half of its total length after ^ she stood at the surface not sufficiently away a shaped zone that often reached up to 35 They were the core and had from a metallurgical point of view one. the structure is practically still cast, it I mean, this part of the bar had to be retrained valid for the lower quality category, or in if a bad structure is formed - missing. 40 Separating the undistorted or only slightly the deformed zone required dividing the rod.

Wskutek tego oczywiscie ustalano granice dla dlugosci produkcyjnych, co ujawnialo sie w pro¬ dukcji w postaci pretów za krótkich i prowadzilo tó do znacznych, strat materialowych.Consequently, of course, boundaries were set for production lengths, which was revealed in the request duction in the form of rods too short and led the way to significant material losses.

Szczególnie niekorzystne okazalo sie zadanie co najmniej 8Hkrotnego stopnia odksztalcenia, przy duzych wymiarach koncowych, na przyklad 0 50 250" mm, poniewaz w tym przypadku musialy byc stosowane przekroje wyjsciowe wlewka, które na¬ wet przy stosowaniu przetapiania nie wykazywaly w# zaden sposób bardziej zadawalajacej struktury pierwotnej. Przy tych przekrojach nie udawalo sie 55 dotychczas stosowanymi sposobami sprostac, na¬ wet tylko w przyblizeniu wymaganiom jakoscio¬ wym, w odniesieniu do wielkosci ziaren weglików i ich rozmieszczenia.The task of co at least 8H times the degree of deformation, with large final dimensions, e.g. 0 50 250 "mm, because in this case they had to be used ingot output cross-sections, which on¬ even when using remelting they did not show in no way a more satisfactory structure primary. With these sections, 55 was unsuccessful To meet the hitherto used methods, even only approximately in terms of quality requirements in relation to the size of the carbons and their arrangement.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyzej 60 wymienionych wad wystepujacych w postaci nie¬ jednorodnej struktury wyrobu, niewystarczajace¬ go rozdrobnienia i rozmieszczenia weglików w po¬ szczególnych obszairach wyrobu, jak równiez zmniejszenie wybraków i umozliwienie wytwarza- 65 nia wyrobów o stosunkowo duzym przekroju po¬ przecznym i duzym ciezarze.The object of the invention is to eliminate the above 60 of the above-mentioned disadvantages in the form of non-existent homogeneous structure of the product, insufficient the fragmentation and distribution of the carbons in the specific areas of the product as well reducing scrap and enabling production 65 products with a relatively large cross-section contradictory and heavy duty.

Po wielu przeprowadzonych badaniach i próbach okazalo sie nieoczekiwanie, ze zgodny z wynalaz¬ kiem cel zostal osiagniety, gdy do wytwarzania wyrobów o stosunkowo duzych wymiarach z lede- burytycznych stali narzedziowych, rafinowanych przez przetapianie, zastosowano wlewek plaski a nastepnie poddano go postepujacemu prostopadle do jego osi wzdluznej odcinkowemu kuciu specza- jacemu na w zblizeniu kwadratowy lub okragly przekrój poprzeczny, przy nacisku speczania skie¬ rowanym zgodnie z wzdluzna osia wlewka.After many studies and trials unexpectedly, it turned out to be according to the invention where the goal was achieved when crafting products with relatively large dimensions with led refined buritic tool steels by remelting, flat ingot a was used then it was subjected to a perpendicular progression to its longitudinal axis, segmental forging Jacuzzi close to square or round cross-section, under the pressure of the slurry aligned along the longitudinal axis of the ingot.

Dla latwiejszego zrozumienia istoty wynalazku zostal on zilustrowany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wlewek z nieodksztalconymi strefami B, speczony z naciskiem dzialajacymi prostopadle na caly przekrój wlewka, fig. 2 — wzdluzny wlewek z fig. 1 z niedoksztalconymi stre¬ fami B, fig. 3 — pret powstaly z przekucia wy¬ dluzonego wlewka z nieodksztalconymi strefami B, fig. 4 — wlewek plaski odlany wedlug zasady rosnacego wlewka z ledeburytycznej stali narze¬ dziowej, w widoku perspektywicznym, fig. 5 — wlewek plaski czesciowo speczony sposobem we¬ dlug wynalazku w widoku perspektywicznym, fig. 6 — pólwyrób w postaci preta o kwadrato¬ wym przekroju poprzecznym powstaly z przekucia speczonego wlewka, w widoku perspektywicznym.For easier understanding of the essence of the invention it is illustrated in the figure in which Fig. 1 shows the undeformed ingot B zones, punctured with pressure acting perpendicular to the entire section of the ingot, fig. 2 - the longitudinal ingot of FIG. 1 with undefined streams fami B, Fig. 3 - the rod made of forging long ingot with non-deformed B zones, Fig. 4 shows a flat ingot cast according to the rule a rising ingot of ledeburitic steel front view, in a perspective view, fig. 5 - flat ingot, partially blown in the debt of the invention in a perspective view, 6 shows a blank in the form of a square bar Its cross-section was made of forging broken ingot, perspective view.

Przygotowano za pomoca elektrozuzlowego rafi¬ nowania przez przetapianie zwarty wlewek plaski pozbawiony jam i segregacji o wymiarach 450 X X 150 X 375 mm ze stali szybkotnacej o skladzie wagowym: 1,20—1,35% C, <0,45% Si, <0,40% Mo, <0,030% P, <0,030% S, 10,0—11,0% Co, 3,8—4,5% Cr, 3,5— 4,0% Mo, 3,0—3,5% V i 0,5^11,0% W. /fig. 4/.Prepared by means of an electroslag raffin solid ingots by remelting devoid of cavities and segregation, dimensions 450 X X 150 X 375mm High Speed Steel Composition by weight: 1.20-1.35% C, <0.45% Si, <0.40% Mo, <0.030% P, <0.030% S, 10.0-11.0% Co, 3.8-4.5% Cr, 3.5- 4.0% Mo, 3.0-3.5% V, and 0.5-11.0% W. / Fig. 4 /.

Wlewek ten speczono stopniowo na prasie 1200 t w kierunku osi wlewka do postaci kwadratu 100 mm /fig. 5/ i nastepnie przez kucie speczonego pólfabrykatu poprzecznie do pierwotnej osi wlew¬ ka A /fig. 6/ doprowadzono go do wymiaru kon¬ cowego 0 100 mm i do dlugosci 1960 mm.This ingot was gradually crimped on a 1200 t press in the direction of the axis of the ingot to form a square 100 mm / fig. 5 / and then by forging broken blank transverse to the primary axis of the inlet ka A / fig. 6) it was brought to the dimensions of the con 0 100 mm and a length of 1960 mm.

Badanie metalograficzne krazków próbnych z te¬ go odkutego preta wykazalo, ze wykonany pret ma wyjatkowo równomierny i drobny rozklad we¬ glików zarówno od powierzchni zewnetrznej do rdzenia, jak równiez wzdluz calej osi podluznej preta. Wedlug szeregów hartowniczych stal—ze¬ lazo oceniono rozklad weglików na dlugosci 15 mm od krawedzi krazka na 1—il,5 1, natomiast naj¬ gorsza strefa preta nie otrzymaly gorszej oceny od Z 1.Metallographic examination of test discs from the test his forged rod showed that the rod was made has an exceptionally even and fine wool distribution loudspeakers from both the outer surface to the core, as well as along the entire longitudinal axis preta. According to the hardening series, steel-steel The bench was rated for the distribution of carbons to a length of 15 mm from the edge of the disc on the 1st il, 5l, and the highest inferior bar zone did not receive a worse grade from Z 1.

Porównawczo przeprowadzono oceny w strefie rdzeniowej na precie wykonanym sposobem obec¬ nie przyjetym, w porównywalnych wymiarach, wy¬ kazaly wartosci az do 4 d. ...Assessments were made in the zone for comparative purposes on a core rod made by the present method not adopted, in comparable dimensions, commanded values up to 4 days ...

Dalsze badania przeprowadzone na wlewku plas¬ kim o wymiarach 11O0 X 250 X 7510 mm ze stali ledeburytycznej narzedziowej, o skladzie wago¬ wym: 0,84-^0,92% C, <0,030% P, <0,030% S, 3,8—4,5% Cr, 4,7—5,2% Mo, 1,7—2,0% V i 6,0—6,7% W. Ten wlewek wyj¬ sciowy zostal za pomoca kucia stopniowego speczo-93748 ny w kierunku swojej osi A na kwadrat o boku 350 mim i nastepnie wydluzony za pomoca prze¬ kuwania poprzecznego pierwotnej osi wlewka do wymiaru koncowego 0 250 mm. Po odcieciu kon¬ ców zakuwek wlewka pozostala dlugosc calkowi¬ ta dobrego materialu wynosila 4500 mm, co od¬ powiada uzyskowi 92%.Further tests were carried out on a plastic ingot kim with dimensions 11O0 X 250 X 7510 mm made of steel instrument ledeburitic, with the composition of a balance dim: 0.84- ^ 0.92% C, <0.030% P, <0.030% S, 3.8-4.5% Cr, 4.7-5.2% Mo, 1.7-2.0% V, and 6.0-6.7% W. This ingot was released Mutual forging was made using gradual socio-93748 in the direction of its axis A to a square with a side 350 mm and then extended with a switch transverse forging of the primary axis of the ingot to final size 0 250 mm. After cutting the con The ends of the ingot lugs remained completely in length that of a good material was 4,500 mm, which is represents a yield of 92%.

Przy tym stosunkowo duzym wymiarze konco¬ wym osiagnieto calkowicie równomierny rozklad weglików na dlugosci i na przekroju preta, oce¬ niony wedlug szeregów hartowniczych stal—zelazo na 1,5 1, a w strefie rdzeniowej na 2 1 do 3 1 i na odiskokach do 2 d.With this relatively large end dimension requirement that a completely even distribution has been achieved of carbons in the length and cross-section of the rod, assessment nions according to the series of hardening steel-iron to 1.5 1, and in the core zone to 2 1 to 3 1 and on odiskoks up to 2 d.

Dodatkowe ulepszenia struktury wlewka moga bys osiagniete w ramach tego sposobu przez me¬ chaniczne wstrzasanie kokili lub wlewka podczas procesu rafinowania przez przetapianie.Additional improvements to the structure of the ingot may you would be achieved in this way by the me chanical shaking of the mold or ingot during the remelting refining process.

Mozna równiez korzystnie oddzialywac na struk¬ ture wlewka przez magnetyczne mieszanie sto¬ pionego metalu podczas procesu krzepniecia. Do¬ datkowe jeszcze ulepszenia mozliwe sa na drodze metalurgicznej przez modyfikowanie'"' stopionego metalu podczas procesu rafinowania przez prze¬ tapianie.You can also have a positive effect on the structure Turkish ingot by magnetic stirring table vertical metal during the solidification process. Do¬ additional improvements are possible on the way metallurgical by modifying the molten "" " metal during the refining process by tapian.

Claims

1. Patent claim A method of producing semi-finished products or finished products from ledeburitic tool steels, especially high-speed steels, with complete homogeneity of the structure and the required grinding of carbons in the entire area of the product, by first making an alloying electrode from this steel, refining it and re-solidification in a water-cooled quadrilateral ingot mold, according to the principle of a rising ingot, then deformation of the obtained ingot in the direction of its longitudinal axis and final forging or rolling it with the crush directed perpendicular to its original longitudinal axis, for at least two-stage plastic working in relation to its initial cross-section, characterized in that the molten metal is allowed to solidify in the form of a flat ingot, then the ingot is subjected to segmental forging, progressing perpendicular to its longitudinal axis, in approximately square or round transverse cut with the molding pressure directed along the longitudinal axis of the ingot. 10 1593748 Fig. 2 -B Fig. 3 ^ d ^ y / ^^^ N X Fig. 4 Fig-6 tA National Printing House Factory No. 6, order no. 581/77 Price: PLN 10