RU2006371C1 - Multilayer composite material, method for its manufacture and article made of this material - Google Patents
Multilayer composite material, method for its manufacture and article made of this material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2006371C1 RU2006371C1 SU5028627A RU2006371C1 RU 2006371 C1 RU2006371 C1 RU 2006371C1 SU 5028627 A SU5028627 A SU 5028627A RU 2006371 C1 RU2006371 C1 RU 2006371C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- carbon
- manganese
- silicon
- steel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
Предметом данного изобретения является многослойный композиционный материал, способ его получения и износостойкий многослойный композиционный режущий инструмент с использованием этого материала. The subject of this invention is a multilayer composite material, a method for its preparation and a wear-resistant multilayer composite cutting tool using this material.
Известен многослойный композиционный материал в виде биметаллической полосы для режущего инструмента [1] , в котором плакирующий слой представлен высоколегированной сталью, содержащей следующие элементы, мас. % : Углерод 1,0-2,5 Кремний 0,2-1,0 Марганец 0,1-2,0 Хром 4,0-15,0 Молибден 0,7-18,0 Никель 0-1,0 Вольфрам 0-10 Железо Остальное
Суммарное содержание остальных легирующих элементов (ванадий + тантал (или ниобий) + титан + азот) составляет 0-10 мас. % . В качестве основного слоя данного материала используется низколегированная сталь, содержащая следующие элементы, мас. % : Углерод 0,2-0,6 Кремний 0,2-2,0 Марганец 0,2-1,5 Хром 0-5,0 Ванадий 0-0,2 Молибден 0-1,0 Железо Остальное
Известен также многослойный композиционный материал в виде биметаллической полосы для режущего инструмента [2] , в котором один из компонентов является известной быстрорежущей сталью, а второй компонент является сталью, содержащей следующие элементы, мас. % : Углерод 0,3-0,6 Кремний 0,4-1,0 Марганец 0,4-1,0 Хром 2,5-4,0 Ванадий 0,2-0,45 Молибден 0,5-1,5 Железо Остальное
Режущий инструмент, изготовленный из таких материалов, обладает недостаточно высоким уровнем служебных и механических свойств, что связано в основном с недостатками плакирующего или армирующего компонентов материала, получаемых из листового состояния. Для сталей и сплавов, особенно ледебуритного класса, содержащих 0,8-2,8 мас. % углерода, 3,3- 21,0 мас. % хрома на основе железа, характерны такие недостатки, как повышенная химическая ликвация и карбидная неоднородность, низкая технологичность при обработке давлением, неудовлетворительная шлифуемость.Known multilayer composite material in the form of a bimetallic strip for a cutting tool [1], in which the cladding layer is represented by high alloy steel containing the following elements, wt. %: Carbon 1.0-2.5 Silicon 0.2-1.0 Manganese 0.1-2.0 Chromium 4.0-15.0 Molybdenum 0.7-18.0 Nickel 0-1.0 Tungsten 0 -10 Iron Else
The total content of the remaining alloying elements (vanadium + tantalum (or niobium) + titanium + nitrogen) is 0-10 wt. % As the main layer of this material is used low alloy steel containing the following elements, wt. %: Carbon 0.2-0.6 Silicon 0.2-2.0 Manganese 0.2-1.5 Chromium 0-5.0 Vanadium 0-0.2 Molybdenum 0-1.0 Iron Else
Also known is a multilayer composite material in the form of a bimetallic strip for a cutting tool [2], in which one of the components is known high-speed steel, and the second component is steel containing the following elements, wt. %: Carbon 0.3-0.6 Silicon 0.4-1.0 Manganese 0.4-1.0 Chromium 2.5-4.0 Vanadium 0.2-0.45 Molybdenum 0.5-1.5 Iron Else
A cutting tool made of such materials does not have a sufficiently high level of service and mechanical properties, which is mainly associated with the disadvantages of cladding or reinforcing components of the material obtained from the sheet state. For steels and alloys, especially the ledeburite class, containing 0.8-2.8 wt. % carbon, 3.3-21.0 wt. % chromium based on iron, characterized by disadvantages such as increased chemical segregation and carbide heterogeneity, low processability in pressure processing, poor grinding.
Среди известных способов получения многослойных композиционных материалов наиболее распространен пакетный способ, когда получение многослойного материала осуществляется путем совместной деформации разнородных компонентов. Однако качество получаемых этим способом композиционных материалов в очень большой степени зависит от тщательности подготовки поверхности компонентов, подлежащих соединению совместной деформацией. Кроме того, данный способ отличается высокой трудоемкостью и малой производительностью. Более производительным, простым и близким к заявляемому по техническим признакам является литейный способ получения композиционных материалов, когда твердую вставку для плакирующего или армирующего слоя устанавливают в форму и заливают жидким металлом, а полученный таким образом слиток деформируют в горячем состоянии на требуемые размеры [3] . Однако известный литейный способ также имеет ряд недостатков. Так, при заливке жидкой сталью твердой вставки, обладающей низкой теплопроводностью, из-за термического удара вставка может разрушиться. Данное явление особенно характерно для сталей и сплавов карбидного класса, содержащих 0,8-2,8 мас. % углерода, 3,3-21,0 мас. % хрома, железо остальное. Кроме того, при получении плакированных слитков, когда вставка устанавливается вблизи одной из стенок формы, из-за неравномерного нагрева вставка может изогнуться и в таком виде зафиксироваться в слитке, что приведет к неравномерному распределению плакирующего слоя в поперечном сечении композиционного материала. При использовании в качестве основного компонента стали с содержанием углерода свыше 0,3 мас. % и дополнительных легирующих элементов снижается прочность сцепления компонентов. Among the known methods for producing multilayer composite materials, the most common batch method, when obtaining a multilayer material is carried out by joint deformation of heterogeneous components. However, the quality of the composite materials obtained by this method to a very large extent depends on the thorough preparation of the surface of the components to be joined by joint deformation. In addition, this method is characterized by high complexity and low productivity. A more productive, simple and close to the claimed technical characteristics is the casting method for producing composite materials, when a solid insert for the cladding or reinforcing layer is installed in the mold and filled with liquid metal, and the thus obtained ingot is deformed in the hot state to the required dimensions [3]. However, the known casting method also has several disadvantages. So, when a solid insert having low thermal conductivity is poured with liquid steel, the insert can be destroyed due to thermal shock. This phenomenon is especially characteristic of steels and alloys of the carbide class, containing 0.8-2.8 wt. % carbon, 3.3-21.0 wt. % chromium, iron rest. In addition, when receiving clad ingots, when the insert is installed near one of the walls of the mold, due to uneven heating, the insert can bend and become fixed in the ingot in this form, which will lead to uneven distribution of the clad layer in the cross section of the composite material. When used as the main component of steel with a carbon content of more than 0.3 wt. % and additional alloying elements decreases the adhesion strength of the components.
Известные в настоящее время рабочие органы почвообрабатывающих машин имеют невысокие показатели служебных свойств из-за недостаточно высокой износостойкости и прочности плакирующего или армирующего компонента. Currently known working bodies of tillage machines have low performance characteristics due to the insufficiently high wear resistance and strength of the cladding or reinforcing component.
Токарные и отрезные резцы, а также дисковые пилы для обработки древесины, изготовленные из монолитной быстрорежущей стали или с напайкой твердого сплава на углеродистую конструкционную сталь, обладают невысокими служебными свойствами из-за быстрого притупления и выкрашивания режущей кромки, что требует частой перезаточки инструмента и дополнительной последующей обработки поверхности обрабатываемой детали [1] . Turning and cutting tools, as well as circular saws for wood processing, made of monolithic high-speed steel or with hard alloy brazing on carbon structural steel, have low service properties due to the rapid blunting and chipping of the cutting edge, which requires frequent re-sharpening of the tool and additional subsequent surface treatment of the workpiece [1].
Целью изобретения является повышение уровня механических, технологических свойств многослойного композиционного материала, увеличение производительности, технологичности и выхода годного при его получении, а также повышение эксплуатационных и служебных свойств изделий, получаемых из этого материала. The aim of the invention is to increase the level of mechanical, technological properties of a multilayer composite material, increase productivity, manufacturability and yield when it is received, as well as increase the operational and service properties of products obtained from this material.
Цель достигается тем, что плакирующий или армирующий порошковый компонент многослойного композиционного материала имеет состав, мас. % : Углерод 0,8-2,8 Марганец 0,15-0,4 Хром 3,3-21,0 Железо Остальное, а основной компонент содержит, мас. % : Углерод 0,002-0,55 Кремний 0,15-0,8 Железо Остальное
Плакирующий или армирующий порошковый компонент может дополнительно содержать один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей кремний, никель, вольфрам, молибден, ванадий и кобальт при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Кремний 0,15-1,0 Никель 0,1-2,5 Вольфрам 0,01-18,0 Молибден 0,01-9,5 Ванадий 0,01-10,0 Кобальт 0,01-12,0 Железо Остальное, а основной компонент может дополнительно содержать один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей хром, марганец, молибден и ванадий при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Хром 0,1-14,0 Марганец 0,15-33,0 Молибден 0,01-0,5 Ванадий 0,01-0,5 Железо Остальное
Для изготовления многослойного материала применяют способ, включающий получение многослойного слитка путем установки твердой вставки, состоящей из контейнера с порошком, в форму, заливку жидкого металла основного слоя, последующую деформацию слитка и механическую обработку полученных заготовок. При этом плакирующий или армирующий порошковый компонент имеет следующий состав, мас. % : Углерод 0,8-2,8 Марганец 0,15-0,4 Хром 3,3-21,0 Железо Остальное, а основной компонент содержит, мас. % : Углерод 0,002-0,55 Кремний 0,17-0,8 Железо Остальное
Контейнер для порошка выполнен из стали, содержащей, мас. % : Углерод 0,07-0,3 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,35-0,65 Железо Остальное
Указанный химсостав стали для контейнера обеспечивает хорошую свариваемость с основным и плакирующим или армирующим компонентами, т. е. применяется как связующий слой.The goal is achieved in that the cladding or reinforcing powder component of the multilayer composite material has a composition, wt. %: Carbon 0.8-2.8 Manganese 0.15-0.4 Chromium 3.3-21.0 Iron The rest, and the main component contains, wt. %: Carbon 0.002-0.55 Silicon 0.15-0.8 Iron Else
The cladding or reinforcing powder component may further comprise one or more elements selected from the group comprising silicon, nickel, tungsten, molybdenum, vanadium and cobalt in the following ratio of ingredients, wt. %: Silicon 0.15-1.0 Nickel 0.1-2.5 Tungsten 0.01-18.0 Molybdenum 0.01-9.5 Vanadium 0.01-10.0 Cobalt 0.01-12.0 Iron The rest, and the main component may additionally contain one or more elements selected from the group comprising chromium, manganese, molybdenum and vanadium in the following ratio of ingredients, wt. %: Chrome 0.1-14.0 Manganese 0.15-33.0 Molybdenum 0.01-0.5 Vanadium 0.01-0.5 Iron Else
For the manufacture of a multilayer material, a method is used, which includes obtaining a multilayer ingot by installing a solid insert consisting of a container with powder in a mold, pouring liquid metal of the main layer, subsequent deformation of the ingot, and machining of the obtained blanks. While cladding or reinforcing powder component has the following composition, wt. %: Carbon 0.8-2.8 Manganese 0.15-0.4 Chromium 3.3-21.0 Iron The rest, and the main component contains, wt. %: Carbon 0.002-0.55 Silicon 0.17-0.8 Iron Else
The powder container is made of steel containing, by weight. %: Carbon 0.07-0.3 Silicon 0.17-0.37 Manganese 0.35-0.65 Iron Else
The specified chemical composition of the steel for the container provides good weldability with the main and cladding or reinforcing components, that is, it is used as a bonding layer.
Для получения композиционного материала с местным расположением плакирующего слоя в форму 1 (фиг. 1а) с пазом, перед заливкой жидкой стали основного компонента устанавливают контейнер 2 с порошком 3 с возможностью выступа контейнера над гранью слитка. После заливки жидкой стали и извлечения из формы поперечное сечение слитка представлено на фиг. 1б, где 4 - основной компонент. При горячей деформации слитка прокаткой на величину выступающей части контейнера (фиг. 1в) обеспечивается достижение теоретической плотности порошка. Далее слиток прокатывают на требуемые профилеразмеры (фиг. 1г). To obtain a composite material with a local arrangement of the cladding layer in the mold 1 (Fig. 1a) with a groove, before pouring the molten steel of the main component, a
Аналогичным способом получают и композиционный многослойный материал, плакированный с двух сторон. При этом используют форму 1 с пазами, расположенными на ее двух противоположных сторонах (фиг. 2а), а перед заливкой жидкой стали основного компонента устанавливают контейнеры 2 с порошком 3 с возможностью выступа контейнера с порошком над гранью слитка. После заливки жидкой стали с последующей кристаллизацией и извлечения из формы поперечное сечение слитка представлено на фиг. 2б, где 4 - основной компонент. При последующей горячей деформации слитка прокаткой на суммарную величину выступающей части контейнера с двух сторон обеспечивается достижение теоретической плотности порошка (фиг. 2в). Далее слиток прокатывают на требуемые профилеразмеры (фиг. 2г). В обоих вышеупомянутых случаях для обеспечения гарантированного схватывания контейнера с порошком со сталью основного компонента контейнер имеет знаковые элементы, направленные к центру формы. После кристаллизации жидкого металла знаковые элементы контейнера оказываются прочно закрепленными в основном компоненте. In a similar way, a composite multilayer material is plated on both sides. In this case,
Для получения многослойного композиционного материала с армирующим порошковым компонентом в центральной части формы 1 (фиг. 3а) перед заливкой жидкой стали основного компонента устанавливают контейнер 2 с порошком 3 при соотношении толщины контейнера (Н) к расстоянию между гранями контейнера и формы (S) более 2. После заливки и кристаллизации основного компонента и извлечения из формы поперечное сечение слитка представлено на фиг. 3б, где 4 - основной компонент. При последующей горячей деформации при соотношении H : S более 2 происходит изгибание тонких стенок и компактирование порошка до теоретической плотности (фиг. 3в). Далее слиток прокатывают на требуемые профилеразмеры (фиг. 3г). To obtain a multilayer composite material with a reinforcing powder component in the central part of form 1 (Fig. 3a), before pouring the molten steel of the main component, a
Для получения многослойного композиционного материала с армирующим порошковым компонентом при соотношении H : S менее 2 в центральной части формы 1 (фиг. 4а) с пазом устанавливают контейнер 2 с порошком 3, причем ширина паза соответствует ширине контейнера. После заливки и кристаллизации основного компонента и извлечения из формы поперечное сечение слитка представлено на фиг. 4б, где 4 - основной компонент. При следующей горячей деформации на величину выступающей части основного компонента обеспечивается достижение теоретической плотности порошка (фиг. 4в). Далее слиток прокатывают на требуемые профилеразмеры (фиг. 4г). To obtain a multilayer composite material with a reinforcing powder component with an H: S ratio of less than 2, a
Во всех вышеперечисленных случаях достижение теоретической плотности порошка и равномерного распределения плакирующего или армирующего компонента по длине многослойного композиционного материала обеспечивается благодаря отсутствию продольной деформации основного компонента при деформации слитка. In all of the above cases, the theoretical density of the powder and the uniform distribution of the cladding or reinforcing component along the length of the multilayer composite material are achieved due to the absence of longitudinal deformation of the main component during ingot deformation.
Для получения многослойного композиционного изделия с несимметричным расположением плакирующего порошкового компонента деформацию заготовки (фиг. 5а) с основным (1) и плакирующим (2) компонентами осуществляют прокаткой в угловом калибре, причем угол наклона частей заготовки к горизонтали при ее вершине соответствует углу заточки ( α), а плакирующий компонент (2) находится с внутренней поверхности заготовки (фиг. 5б). Последующую механическую обработку угловой заготовки проводят с возможностью одновременной заточки и разделения, получая таким образом изделия, приведенные на фиг. 5в. To obtain a multilayer composite product with an asymmetric arrangement of the cladding powder component, the workpiece is deformed (Fig. 5a) with the main (1) and cladding (2) components by rolling in an angular gauge, and the angle of inclination of the workpiece parts to the horizontal at its apex corresponds to the sharpening angle (α ), and the cladding component (2) is located on the inner surface of the workpiece (Fig. 5b). Subsequent machining of the corner billet is carried out with the possibility of simultaneous sharpening and separation, thus obtaining the products shown in FIG. 5c.
Для улучшения служебных и эксплуатационных характеристик изделий их изготавливают из композиционного материала с порошковым плакирующим или армирующим компонентом. To improve the service and operational characteristics of the products, they are made of a composite material with a powder cladding or reinforcing component.
Указанная цель достигается тем, что предложено многослойное композиционное изделие, в котором в качестве плакирующего или армирующего компонента изделий используют стали или сплавы на основе железа при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Углерод 0,8-2,8 Марганец 0,15-0,4 Хром 3,3-21,0 Железо Остальное, а основной компонент содержит, мас. % : Углерод 0,002-0,55 Кремний 0,15-0,8 Железо Остальное
Плакирующий или армирующий порошковый компонент составляет 10-50% площади поперечного сечения и дополнительно может содержать один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей кремний, никель, вольфрам, молибден, ванадий и кобальт при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Кремний 0,15-1,0 Никель 0,1-2,5 Вольфрам 0,01-18,0 Молибден 0,01-9,5 Ванадий 0,01-10,0 Кобальт 0,01-12,0 Железо Остальное, а основной компонент дополнительно может содержать один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей хром, марганец, молибден и ванадий при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Хром 0,1-14,0 Марганец 0,15-33,0 Молибден 0,01-0,5 Ванадий 0,01-0,5 Железо Остальное
Предложено многослойное композиционное изделие в виде инструмента для рабочих органов почвообрабатывающих машин, при этом плакирующий или армирующий порошковый компонент составляет 10-20% от площади поперечного сечения изделия и содержит, мас. % : Углерод 2,4-2,8 Хром 19,0-21,0 Марганец 0,15-0,4 Кремний 0,15-0,4 Никель 1,5-2,5 Железо Остальное, а основной компонент представлен сталью, содержащей, мас. % : Углерод 0,42-0,55 Марганец 0,5-0,8 Кремний 0,17-0,37 Железо Остальное
Содержание в плакирующем или армирующем порошковом компоненте 2,4-2,8 мас. % углерода и 19-21 мас. % хрома позволяет получить 28-33% мелкодисперсного (до 5 мкм), сложного карбида М7С3 высокой микротвердости. Легирование никелем в количестве 1,5-2,5мас. % позволяет осуществить закалку плакирующего или армирующего компонента с прокатного нагрева без последующей термообработки.This goal is achieved by the fact that a multilayer composite product is proposed, in which steel or alloys based on iron are used as a cladding or reinforcing component of the products in the following ratio of ingredients, wt. %: Carbon 0.8-2.8 Manganese 0.15-0.4 Chromium 3.3-21.0 Iron The rest, and the main component contains, wt. %: Carbon 0.002-0.55 Silicon 0.15-0.8 Iron Else
The cladding or reinforcing powder component is 10-50% of the cross-sectional area and may additionally contain one or more elements selected from the group comprising silicon, nickel, tungsten, molybdenum, vanadium and cobalt in the following ratio of ingredients, wt. %: Silicon 0.15-1.0 Nickel 0.1-2.5 Tungsten 0.01-18.0 Molybdenum 0.01-9.5 Vanadium 0.01-10.0 Cobalt 0.01-12.0 Iron The rest, and the main component may additionally contain one or more elements selected from the group comprising chromium, manganese, molybdenum and vanadium in the following ratio of ingredients, wt. %: Chrome 0.1-14.0 Manganese 0.15-33.0 Molybdenum 0.01-0.5 Vanadium 0.01-0.5 Iron Else
A multilayer composite product in the form of a tool for the working bodies of tillage machines is proposed, while the cladding or reinforcing powder component is 10-20% of the cross-sectional area of the product and contains, by weight. %: Carbon 2.4-2.8 Chromium 19.0-21.0 Manganese 0.15-0.4 Silicon 0.15-0.4 Nickel 1.5-2.5 Iron The rest, and the main component is steel containing, by weight. %: Carbon 0.42-0.55 Manganese 0.5-0.8 Silicon 0.17-0.37 Iron Else
The content in the cladding or reinforcing powder component of 2.4-2.8 wt. % carbon and 19-21 wt. % chromium allows to obtain 28-33% finely dispersed (up to 5 microns), complex carbide M 7 C 3 high microhardness. Alloying with nickel in an amount of 1.5-2.5mas. % allows quenching of the cladding or reinforcing component with rolling heating without subsequent heat treatment.
Предложено также многослойное композиционное изделие в виде режущего инструмента для обработки металла, при этом плакирующий порошковый компонент составляет 20-50% от площади поперечного сечения изделия и содержит, мас. % : Углерод 0,8-1,7 Марганец 0,17-0,37 Хром 3,3-4,5 Кремний 0,15-1,0 Молибден 1,25-9,5 Вольфрам 0,7-18,0 Ванадий 1,0-10,0 Кобальт 0,1-12,0 Железо Остальное, а основной компонент содержит, мас. % : Углерод 0,002-0,2 Марганец 12,0-33,0 Кремний 0,15-0,37 Железо Остальное
Применение композиционного многослойного режущего инструмента с плакирующим слоем из порошковой быстрорежущей стали и державкой из демпфирующего сплава на железомарганцевой основе позволяет снизить уровень вибраций, передаваемых на инструмент, и тем самым повысить качество обрабатываемой поверхности и срок службы режущего инструмента. Демпфирующий сплав обладает высоким пределом прочности 700-850 МПа и пластичностью (относительное удлинение 40-60% ). Данные механические свойства основного компонента обеспечивают высокие служебные свойства инструмента и хорошую технологичность при его производстве.Also proposed is a multilayer composite product in the form of a cutting tool for metal processing, while the cladding powder component is 20-50% of the cross-sectional area of the product and contains, by weight. %: Carbon 0.8-1.7 Manganese 0.17-0.37 Chromium 3.3-4.5 Silicon 0.15-1.0 Molybdenum 1.25-9.5 Tungsten 0.7-18.0 Vanadium 1.0-10.0 Cobalt 0.1-12.0 Iron The rest, and the main component contains, wt. %: Carbon 0.002-0.2 Manganese 12.0-33.0 Silicon 0.15-0.37 Iron Else
The use of a composite multilayer cutting tool with a clad layer of powder high-speed steel and a holder made of an iron-manganese-based damping alloy allows to reduce the level of vibrations transmitted to the tool, and thereby improve the quality of the machined surface and the life of the cutting tool. The damping alloy has a high tensile strength of 700-850 MPa and ductility (relative elongation of 40-60%). These mechanical properties of the main component provide high service properties of the tool and good manufacturability in its manufacture.
Предложено многослойное композиционное изделие в виде инструмента для механической обработки органических материалов, при этом плакирующий или армирующий компонент составляет 10-50% от площади поперечного сечения инструмента и представлен порошковой сталью следующего состава, мас. % : Углерод 0,8-1,7 Марганец 0,17-0,37 Кремний 0,13-1,0 Хром 3,3-18,0 Никель 0,1-1,5 Ванадий 0,1-3,0 Молибден 0,1-3,0 Вольфрам 0,1-1,0 Железо Остальное, а основной компонент из стали следующего состава, мас, % : Углерод 0,08-0,3 Марганец 0,15-0,8 Кремний 0,15-0,8 Хром 12,0-14,0 Ванадий 0,01-0,5 Молибден 0,01-0,5 Железо Остальное
Применение в многослойных композиционных ножах в качестве порошкового армирующего или плакирующего компонента углеродистой хромистой стали, дополнительно легированной молибденом, вольфрамом, кремнием и ванадием, позволяет повысить износостойкость и прочность на смятие режущей кромки за счет наличия избыточных мелкодисперсных специальных карбидов и повышенной теплостойкости получаемого после закалки мартенсита, а необходимая вязкость достигается легированием до 1,5% никелем. Использование в качестве основного компонента малоуглеродистой хромистой стали, легированной молибденом или ванадием до 1,5% , обеспечивает достаточно высокую прочность 750-800 МПа за счет сохранения мелкого зерна после термообработки.A multilayer composite product in the form of a tool for machining organic materials is proposed, while the cladding or reinforcing component is 10-50% of the cross-sectional area of the tool and is represented by powder steel of the following composition, wt. %: Carbon 0.8-1.7 Manganese 0.17-0.37 Silicon 0.13-1.0 Chromium 3.3-18.0 Nickel 0.1-1.5 Vanadium 0.1-3.0 Molybdenum 0.1-3.0 Tungsten 0.1-1.0 Iron The rest, and the main component is steel of the following composition, wt.%: Carbon 0.08-0.3 Manganese 0.15-0.8 Silicon 0, 15-0.8 Chromium 12.0-14.0 Vanadium 0.01-0.5 Molybdenum 0.01-0.5 Iron Else
Application in multilayer composite knives as a powder reinforcing or cladding component of carbon chrome steel, additionally alloyed with molybdenum, tungsten, silicon and vanadium, allows to increase the wear resistance and crushing strength of the cutting edge due to the presence of excess finely dispersed special carbides and increased heat resistance obtained after quenching of martensite, and the required viscosity is achieved by alloying up to 1.5% with nickel. The use of mild chromium steel alloyed with molybdenum or vanadium up to 1.5% as a main component provides a sufficiently high strength of 750-800 MPa due to the preservation of fine grain after heat treatment.
Предложено многослойное композиционное изделие в виде лемеха плуга или культиватора-плоскореза для обработки почвы (фиг. 6), при этом плакирующий компонент выполнен из порошкового сплава при следующем соотношении его ингредиентов, мас. % : Углерод 2,4-2,8 Хром 19,0-21,0 Марганец 0,15-0,4 Кремний 0,15-0,4 Никель 1,5-2,5 Железо Остальное, а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Углерод 0,42-0,55 Марганец 0,5-0,8 Кремний 0,17-0,37 Железо Остальное. A multilayer composite product in the form of a plow share of a plow or a cultivator-plane cutter for tillage is proposed (Fig. 6), while the clad component is made of a powder alloy in the following ratio of its ingredients, wt. %: Carbon 2.4-2.8 Chromium 19.0-21.0 Manganese 0.15-0.4 Silicon 0.15-0.4 Nickel 1.5-2.5 Iron The rest, and the main component is made of steel in the following ratio of ingredients, wt. %: Carbon 0.42-0.55 Manganese 0.5-0.8 Silicon 0.17-0.37 Iron The rest.
Предложено также многослойное композиционное изделие в виде зуба бороны для обработки почвы (фиг. 7), при этом армирующий компонент выполнен из порошкового сплава при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Углерод 2,4-2,8 Хром 19,0-21,0 Марганец 0,15-0,4 Кремний 0,15-0,4 Никель 1,5-2,5 Железо Остальное, а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Углерод 0,42-0,55 Марганец 0,5-0,8 Кремний 0,17-0,37 Железо Остальное. Also proposed is a multilayer composite product in the form of a harrow tooth for tillage (Fig. 7), while the reinforcing component is made of a powder alloy in the following ratio of ingredients, wt. %: Carbon 2.4-2.8 Chromium 19.0-21.0 Manganese 0.15-0.4 Silicon 0.15-0.4 Nickel 1.5-2.5 Iron The rest, and the main component is made of steel in the following ratio of ingredients, wt. %: Carbon 0.42-0.55 Manganese 0.5-0.8 Silicon 0.17-0.37 Iron The rest.
Предложено также многослойное композиционное изделие в виде диска сошника зерновых сеялок (фиг. 8), при этом армирующий компонент выполнен из порошкового сплава при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Углерод 2,4-2,8 Хром 19,0-21,0 Марганец 0,15-0,4 Кремний 0,15-0,4 Никель 1,5-2,5 Железо Остальное, а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Углерод 0,42-0,55 Марганец 0,5-0,8 Кремний 0,17-0,37 Железо Остальное. Also proposed is a multilayer composite product in the form of a seed drill coulter disc (Fig. 8), while the reinforcing component is made of a powder alloy in the following ratio of ingredients, wt. %: Carbon 2.4-2.8 Chromium 19.0-21.0 Manganese 0.15-0.4 Silicon 0.15-0.4 Nickel 1.5-2.5 Iron The rest, and the main component is made of steel in the following ratio of ingredients, wt. %: Carbon 0.42-0.55 Manganese 0.5-0.8 Silicon 0.17-0.37 Iron The rest.
Предложено также многослойное композиционное изделие в виде резца (фиг. 9) для токарной или фрезерной обработки металла, при этом плакирующий компонент выполнен из порошкового сплава при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Углерод 0,8-1,7 Марганец 0,17-0,37 Хром 3,3-4,5 Кремний 0,15-1,0 Молибден 1,25-9,5 Вольфрам 0,7-18,0 Ванадий 1,0-10,0 Кобальт 0,1-12,0 Железо Остальное, а основной компонент содержит, мас. % : Углерод 0,002-0,2 Марганец 12,0-33,0 Кремний 0,15-0,37 Железо Остальное
Предложено также многослойное композиционное изделие в виде ножа для обработки древесины, тканей, кожи и подобных органических материалов, при этом его плакирующий или армирующий компонент выполнен из порошковой стали следующего состава, мас. % : Углерод 0,8-1,7 Кремний 0,17-1,0 Марганец 0,17-0,37 Хром 6,0-15,0 Вольфрам 0,1-1,0 Ванадий 0,1-1,0 Молибден 0,1-1,0 Никель 0,5-1,5 Железо Остальное, сталь основного слоя имеет следующий состав, мас. % : Углерод 0,1-0,3 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,17-0,37 Молибден 0,01-0,5 Ванадий 0,01-0,5 Железо Остальное
Предложено также многослойное композиционное изделие в виде ножа для обработки пищевых продуктов (фиг. 10), при этом плакирующий компонент выполнен из порошковой стали следующего состава, мас. % : Углерод 0,85-1,0 Кремний 0,17-1,0 Марганец 0,17-0,37 Хром 14,0-18,0 Молибден 0,8-1,0 Железо Остальное
Сталь основного компонента имеет состав, мас. % : Углерод 0,08-0,25 Кремний 0,17-0,8 Марганец 0,17-0,8 Хром 12,0-14,0 Железо Остальное
Предложено также многослойное композиционное изделие в виде дисковой пилы (фиг. 11) для поперечной и продольной распиловки листовых и плитных материалов, при этом ее плакирующий компонент выполнен из порошковой стали следующего состава, мас. % : Углерод 0,8-1,3 Кремний 0,17-1,0 Марганец 0,17-0,37 Хром 10,0-15,0 Вольфрам 0,1-1,0 Ванадий 0,1-1,0 Никель 1,0-1,5 Железо Остальное
Внутренний основной слой представлен сталью следующего состава, мас. % : Углерод 0,1-0,3 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,17-0,37 Молибден 0,01-0,5 Ванадий 0,01-0,5 Железо Остальное.Also proposed is a multilayer composite product in the form of a cutter (Fig. 9) for turning or milling metal processing, while the cladding component is made of a powder alloy in the following ratio of ingredients, wt. %: Carbon 0.8-1.7 Manganese 0.17-0.37 Chromium 3.3-4.5 Silicon 0.15-1.0 Molybdenum 1.25-9.5 Tungsten 0.7-18.0 Vanadium 1.0-10.0 Cobalt 0.1-12.0 Iron The rest, and the main component contains, wt. %: Carbon 0.002-0.2 Manganese 12.0-33.0 Silicon 0.15-0.37 Iron Else
A multilayer composite product in the form of a knife for processing wood, fabrics, leather and similar organic materials is also proposed, while its cladding or reinforcing component is made of powder steel of the following composition, wt. %: Carbon 0.8-1.7 Silicon 0.17-1.0 Manganese 0.17-0.37 Chromium 6.0-15.0 Tungsten 0.1-1.0 Vanadium 0.1-1.0 Molybdenum 0.1-1.0 Nickel 0.5-1.5 Iron The rest, the steel of the base layer has the following composition, wt. %: Carbon 0.1-0.3 Silicon 0.17-0.37 Manganese 0.17-0.37 Molybdenum 0.01-0.5 Vanadium 0.01-0.5 Iron Else
Also proposed is a multilayer composite product in the form of a knife for processing food products (Fig. 10), while the cladding component is made of powder steel of the following composition, wt. %: Carbon 0.85-1.0 Silicon 0.17-1.0 Manganese 0.17-0.37 Chromium 14.0-18.0 Molybdenum 0.8-1.0 Iron Else
The steel of the main component has a composition, wt. %: Carbon 0.08-0.25 Silicon 0.17-0.8 Manganese 0.17-0.8 Chromium 12.0-14.0 Iron Else
Also proposed is a multilayer composite product in the form of a circular saw (Fig. 11) for transverse and longitudinal sawing of sheet and plate materials, while its cladding component is made of powder steel of the following composition, wt. %: Carbon 0.8-1.3 Silicon 0.17-1.0 Manganese 0.17-0.37 Chromium 10.0-15.0 Tungsten 0.1-1.0 Vanadium 0.1-1.0 Nickel 1.0-1.5 Iron Else
The inner main layer is represented by steel of the following composition, wt. %: Carbon 0.1-0.3 Silicon 0.17-0.37 Manganese 0.17-0.37 Molybdenum 0.01-0.5 Vanadium 0.01-0.5 Iron The rest.
П р и м е р 1. Изготовлен многослойный композиционный материал, состоящий из основного компонента, выполненного из литой деформированной стали и армирующего компонента, выполненного из компактной порошковой стали следующего состава, мас. % : углерод 0,8; хром 3,3; марганец 0,15; железо остальное. При этом основной компонент композиционного материала выполнен из стали следующего состава, мас. % : углерод 0,002; кремний 0,15; железо остальное. PRI me
Свойства материалов приведены в табл. 1. The properties of the materials are given in table. 1.
П р и м е р 2. Изготовлен многослойный композиционный материал, состоящий из основного компонента, выполненного из литой деформированной стали и армирующего компонента, выполненного из компактного порошкового сплава следующего состава, мас. % : углерод 2,8; хром 21,0; марганец 0,4; железо остальное. При этом основной компонент композиционного материала выполнен из стали следующего состава, мас. % : углерод 0,55; кремний 0,8; железо остальное. PRI me
Свойства материалов приведены в табл. 2. The properties of the materials are given in table. 2.
П р и м е р 3. Изготовлен многослойный композиционный материал, состоящий из основного компонента, выполненного из литой деформированной стали и армирующего компонента, выполненного из компактной порошковой стали следующего состава, мас. % : углерод 0,8; хром 3,3; марганец 0,15; кремний 0,15; железо остальное. При этом основной компонент композиционного материала выполнен из стали следующего состава, мас. % : углерод 0,02; кремний 0,15; ванадий 0,15; железо остальное. PRI me
Свойства материалов приведены в табл. 3. The properties of the materials are given in table. 3.
П р и м е р 4. Изготовлен многослойный композиционный материл, состоящий из основного компонента, выполненного из литой деформированной стали и армирующего компонента, выполненного из компактного порошкового сплава следующего состава, мас. % : углерод 2,8; хром 21,0; марганец 0,4; кремний 1,0; никель 2,5; железо остальное. При этом основной компонент композиционного материала выполнен из стали следующего состава, мас. % : углерод 0,55; кремний 0,8; ванадий 0,5; железо остальное. PRI me
Свойства материалов приведены в табл. 4. The properties of the materials are given in table. 4.
П р и м е р 5. Для получения трехслойного композиционного материала в форму, представленную изложницей с размерами внутренней части 245/285 х 410/420 х х1600 мм, устанавливают с помощью крепежно-установочной арматуры твердую вставку в виде контейнера с порошком размером 142 х 340 х 1300 мм. Контейнер изготовлен путем гибки и сварки холоднокатаной листовой стали толщиной 2 мм, содержащей, мас. % : углерод 0,02; кремний 0,3; марганец 0,55; железо остальное. PRI me
В герметичном контейнере находится порошок с насыпной плотностью 3800 кг/мм3, имеющий следующий состав, мас. % : углерод 2,8; хром 21,0; кремний 0,35; марганец 0,33; никель 1,9; железо остальное.In an airtight container is a powder with a bulk density of 3800 kg / mm 3 having the following composition, wt. %: carbon 2.8; chrome 21.0; silicon 0.35; manganese 0.33; nickel 1.9; iron the rest.
После установки контейнера с порошком в изложницу сифонным способом заливают жидкую сталь основного слоя при температуре 1580-1610оС, имеющей следующий состав, мас. % : углерод 0,47; кремний 0,28; марганец 0,63; железо остальное.After installing the container with the powder in the mold siphon way pour liquid steel of the main layer at a temperature of 1580-1610 about With the following composition, wt. %: carbon 0.47; silicon 0.28; manganese 0.63; iron the rest.
После кристаллизации стали основного слоя слиток извлекают из изложницы и удаляют литник. Далее слиток задают в нагревательную печь, где нагревают до 1150-1200оС. Нагретые слитки прокатывают на универсальном трехвалковом стане за 17 проходов до толщины 8 мм. Полученный трехслойный прокат режут в горячем состоянии на сутунки размером 8 х 420 х 700 мм. Полученные сутунки нагревают в печи до 1150-1200оС и прокатывают в двух двухвалковых клетях за 7 проходов на лист размером 2,5 х 450 х 1500 мм. Соотношение слоев в композиционном материале составляет 1: 1: 1. Плотность компактного порошкового армирующего слоя составляет 7600 кг/м3.After crystallization of the steel of the main layer, the ingot is removed from the mold and the gate is removed. Next, the ingot is set in a heating furnace, where it is heated to 1150-1200 о С. The heated ingots are rolled on a universal three-roll mill for 17 passes to a thickness of 8 mm. The obtained three-layer rolled products are cut in a hot state into slabs measuring 8 x 420 x 700 mm. The resulting cisterns are heated in an oven to 1150-1200 о С and rolled in two double-roll stands for 7 passes per sheet 2.5 x 450 x 1500 mm in size. The ratio of the layers in the composite material is 1: 1: 1. The density of the compact powder reinforcing layer is 7600 kg / m 3 .
П р и м е р 6. Предложен диск сошника зерновых сеялок из трехслойного листового материала с соотношением слоев 1: 1: 1. Армирующий слой представлен сплавом, содержащим, мас. % : углерод 2,8; хром 21,0; кремний 0,35; марганец 0,3; никель 1,9; железо остальное, а основной слой состоит из стали следующего состава, мас. % : углерод 0,47; кремний 0,28; марганец 0,63; железо остальное. PRI me R 6. A disc coulter for grain seeders from a three-layer sheet material with a layer ratio of 1: 1: 1 is proposed. The reinforcing layer is represented by an alloy containing, by weight. %: carbon 2.8; chrome 21.0; silicon 0.35; manganese 0.3; nickel 1.9; the rest is iron, and the main layer consists of steel of the following composition, wt. %: carbon 0.47; silicon 0.28; manganese 0.63; iron the rest.
Испытания полученных трехслойных дисков показали их более высокую износостойкость в 2,5-3,0 раза по сравнению с серийными из стали 65Г. Tests of the obtained three-layer disks showed their higher wear resistance by 2.5-3.0 times in comparison with serial ones from 65G steel.
П р и м е р 7. Предложен резец для обработки металла, изготовленный из композиционного материала с плакирующим порошковым компонентом, составляющим 15% от площади поперечного сечения изделия и содержащего, мас. % : углерод 1,35; кремний 0,4; марганец 0,35; хром 4,0; вольфрам 13,5; ванадий 3,8; молибден 1,25; кобальт 5,7; железо остальное. Основной компонент выполнен из литой деформированной стали, содержащей, мас. % : углерод 0,0025; кремний 0,28; марганец 21,5; железо остальное. PRI me
Долговечность предложенного композиционного резца при обработке нержавеющих и высокопрочных сталей в 1,3-1,6 раза выше по сравнению с серийными аналогами из быстрорежущих сталей, полученных традиционным способом. The durability of the proposed composite cutter in the processing of stainless and high-strength steels is 1.3-1.6 times higher compared to serial counterparts from high-speed steels obtained in the traditional way.
П р и м е р 8. Предложен хирургический нож (скальпель), изготовленный из композиционного трехслойного материала с центральным порошковым армирующим слоем, составляющим 30% от площади поперечного сечения ножа и содержащего, мас. % : углерод 0,95; хром 18.0; кремний 0,4; марганец 0,3; железо остальное. Основной компонент выполнен из литой деформированной стали, содержащей, мас. % : углерод 0,13; кремний 0,6; марганец 0,35; хром 13,5; железо остальное. PRI me R 8. A surgical knife (scalpel), made of a composite three-layer material with a central powder reinforcing layer, comprising 30% of the cross-sectional area of the knife and containing, wt. %: carbon 0.95; chrome 18.0; silicon 0.4; manganese 0.3; iron the rest. The main component is made of cast deformed steel containing, by weight. %: carbon 0.13; silicon 0.6; manganese 0.35; chrome 13.5; iron the rest.
Срок службы предложенного композиционного скальпеля в 1,4 раза выше по сравнению с монометаллическими аналогами. The service life of the proposed composite scalpel is 1.4 times higher compared to monometallic analogues.
Для повышения служебных свойств и долговечности инструмента его изготавливают из многослойного композиционного материала, в котором в качестве армирующего или плакирующего компонента используют порошковые стали и сплавы, что обеспечивает по сравнению с аналогами, полученными по традиционной технологии:
- более высокие механические свойства;
- понижение температуры закалки;
- равномерное распределение твердости по сечению;
- меньшую склонность к деформации при закалке;
- лучшую обрабатываемость режущим инструментом;
- лучшую шлифуемость;
- более высокую пластичность в горячем состоянии;
- широкие возможности комбинирования состава и сортамента при использовании многослойного материала.To increase the service properties and durability of the tool, it is made of a multilayer composite material, in which powder steels and alloys are used as a reinforcing or cladding component, which provides, in comparison with analogs obtained by traditional technology:
- higher mechanical properties;
- lowering the temperature of hardening;
- uniform distribution of hardness over the cross section;
- less prone to deformation during hardening;
- better machinability with cutting tools;
- better grindability;
- higher ductility in the hot state;
- wide possibilities of combining composition and assortment when using multilayer material.
Применение в многослойных композиционных изделиях порошкового компонента по сравнению с порошковым монометаллом более целесообразно с точки зрения экономичности и технологичности, так как необходимость высокой износостойкости относится к отдельным частям изделий, что позволяет рационально использовать легирующие добавки для плакирующего или армирующего компонента. The use of a powder component in multilayer composite products in comparison with powdered monometall is more expedient from the point of view of economy and manufacturability, since the need for high wear resistance refers to individual parts of products, which makes it possible to rationally use alloying additives for cladding or reinforcing components.
Изделия, выполненные из многослойного композиционного материала с порошковым армирующим или плакирующим компонентом, обладают более высокой долговечностью в 1,3-3,0 раза по сравнению с известными аналоговыми изделиями. (56) 1. РСТ N WO 87/02311, кл. B 23 B 15/18, C 22 C 38/18. Стальная полоса и изготовленный из нее инструмент. Products made of a multilayer composite material with a powder reinforcing or cladding component have a higher durability of 1.3-3.0 times in comparison with the known analog products. (56) 1. PCT N WO 87/02311, cl. B 23 B 15/18, C 22 C 38/18. Steel strip and tool made from it.
2. Патент Великобритании, N 1547520, кл. C 22 C 38/24. Композитный стальной материал и композитный стальной инструмент, изготовленный из этого материала. 2. UK patent, N 1547520, CL. C 22 C 38/24. Composite steel material and composite steel tool made from this material.
3. Патент Великобритании N 1054227, кл. B23p. Способ производства композитных ножевых сталей (А. Кнаушнер). 3. British patent N 1054227, CL B23p. Method for the production of composite knife steels (A. Knauschner).
Claims (8)
Углерод 0,8 - 2,8
Хром 3,3 - 21,0
Марганец 0,15 - 0,4
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,002 - 0,55
Кремний 0,15 - 0,8
Железо Остальное
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что порошковый плакирующий или армирующий компонент дополнительно содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей кремний, никель, вольфрам, молибден, ванадий и кобальт, при следующем соотношении ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,8 - 2,8
Хром 3,3 - 21,0
Марганец 0,15 - 0,4
один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей, мас. % :
Кремний 0,15 - 1,0
Никель 0,1 - 2,5
Вольфрам 0,01 - 18,0
Молибден 0,01 - 9,5
Ванадий 0,01 - 10,0
Кобальт 0,01 - 12,0
Железо Остальное
а основной компонент дополнительно содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей хром, марганец, молибден и ванадий, при следующем соотношении его ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,002 - 0,55
Кремний 0,15 - 0,8
один или несколько элементов, выбранных из группы, включающей, мас. % :
Хром 0,1 - 14,0
Марганец 0,15 - 33,0
Молибден 0,01 - 0,5
Ванадий 0,01 - 0,5
Железо Остальное
3. Способ изготовления многослойного композиционного материала, включающий получение плакированного или армированного стального слитка путем установки в форму твердой вставки, заливки жидкой стали основного компонента, последующую деформацию слитка и механическую обработку заготовки, отличающийся тем, что твердую вставку изготавливают методом порошковой металлургии из стали или сплава, содержащих ингредиенты в следующем соотношении, мас. % :
Углерод 0,8 - 2,8
Марганец 0,15 - 0,4
Хром 3,3 - 21,0
Железо Остальное
а в качестве основного компонента в форму заливают сталь, содержащую ингредиенты в следующем соотношении, мас. % :
Углерод 0,01 - 0,5
Кремний 0,15 - 0,8
Железо Остальное
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве вставки используют порошок, а перед установкой вставки в форму порошок засыпают в контейнер, выполненный из стали, содержащей ингредиенты в следующем соотношении, мас. % :
Углерод 0,07 - 0,3
Кремний 0,17 - 0,37
Марганец 0,35 - 0,65
Железо Остальное
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при получении плакированного стального слитка форму выполняют по крайней мере с одним пазом, расположенным на внутренней стороне ее боковой грани, а перед заливкой жидкой стали основного компонента в паз устанавливают контейнер с порошком, при этом глубину паза выбирают из условия обеспечения возможности выступа контейнера над гранью слитка на величину, обеспечивающую достижение теоретической плотности порошка при последующей деформации слитка.1. A multilayer composite material consisting of a main component made of steel containing carbon, silicon and iron, and a cladding or reinforcing component made of high alloy steel containing carbon, chromium, manganese and iron, characterized in that cladding or reinforcing the component is made of high alloy steel powder or an alloy based on iron in the following ratio of ingredients, wt. %:
Carbon 0.8 - 2.8
Chrome 3.3 - 21.0
Manganese 0.15 - 0.4
Iron Else
and the main component is made of steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.002 - 0.55
Silicon 0.15 - 0.8
Iron Else
2. The material according to p. 1, characterized in that the powder cladding or reinforcing component further comprises one or more elements selected from the group comprising silicon, nickel, tungsten, molybdenum, vanadium and cobalt, in the following ratio of ingredients, wt. %:
Carbon 0.8 - 2.8
Chrome 3.3 - 21.0
Manganese 0.15 - 0.4
one or more elements selected from the group including, by weight. %:
Silicon 0.15 - 1.0
Nickel 0.1 - 2.5
Tungsten 0.01 - 18.0
Molybdenum 0.01 - 9.5
Vanadium 0.01 - 10.0
Cobalt 0.01 - 12.0
Iron Else
and the main component additionally contains one or more elements selected from the group comprising chromium, manganese, molybdenum and vanadium, in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.002 - 0.55
Silicon 0.15 - 0.8
one or more elements selected from the group including, by weight. %:
Chrome 0.1 - 14.0
Manganese 0.15 - 33.0
Molybdenum 0.01 - 0.5
Vanadium 0.01 - 0.5
Iron Else
3. A method of manufacturing a multilayer composite material, including receiving clad or reinforced steel ingot by installing in the form of a solid insert, pouring liquid steel of the main component, subsequent deformation of the ingot and machining of the workpiece, characterized in that the solid insert is made by powder metallurgy of steel or alloy containing ingredients in the following ratio, wt. %:
Carbon 0.8 - 2.8
Manganese 0.15 - 0.4
Chrome 3.3 - 21.0
Iron Else
and as the main component in the form is poured steel containing the ingredients in the following ratio, wt. %:
Carbon 0.01 - 0.5
Silicon 0.15 - 0.8
Iron Else
4. The method according to p. 3, characterized in that the powder is used as an insert, and before installing the insert in the form, the powder is poured into a container made of steel containing ingredients in the following ratio, wt. %:
Carbon 0.07 - 0.3
Silicon 0.17 - 0.37
Manganese 0.35 - 0.65
Iron Else
5. The method according to p. 4, characterized in that upon receipt of the clad steel ingot, the form is performed with at least one groove located on the inner side of its side face, and a powder container is installed in the groove before pouring the molten steel of the main component, wherein the depth of the groove is selected from the condition that the protrusion of the container above the face of the ingot is possible by an amount ensuring the theoretical density of the powder is achieved during subsequent deformation of the ingot.
Углерод 0,8 - 2,8
Хром 3,3 - 21,0
Марганец 0,15 - 0,4
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,002 - 0,55
Кремний 0,15 - 0,8
Железо Остальное.11. A product of a multilayer composite material consisting of a main component made of steel containing carbon, silicon and iron, and a cladding or reinforcing component made of high alloy steel containing carbon, chromium, manganese and iron, characterized in that cladding or the reinforcing component is made of high alloy steel powder or an alloy based on iron in the following ratio of ingredients, wt. %:
Carbon 0.8 - 2.8
Chrome 3.3 - 21.0
Manganese 0.15 - 0.4
Iron Else
and the main component is made of steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.002 - 0.55
Silicon 0.15 - 0.8
Iron The rest.
Углерод 0,8 - 2,8
Марганец 0,15 - 0,4
Кремний 0,15 - 1,0
Хром 3,3 - 21,0
Никель 0,1 - 2,5
Вольфрам 0,01 - 18,0
Молибден 0,01 - 9,5
Ванадий 0,01 - 10,0
Кобальт 0,01 - 12,0
Железо Остальное
при этом армирующий или плакирующий компонент составляет 10 - 50% от площади поперечного сечения, а основной компонент дополнительно содержит марганец, хром, молибден и ванадий при следующем соотношении ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,002 - 0,55
Марганец 0,15 - 33,0
Кремний 0,15 - 0,8
Хром 0,1 - 14,0
Молибден 0,01 - 0,5
Ванадий 0,01 - 0,5
Железо Остальное
13. Изделие по п. 11, отличающееся тем, что оно выполнено в виде инструмента для рабочих органов почвообрабатывающих машин, при этом плакирующий или армирующий компонент составляет 10 - 20% от площади поперечного сечения инструмента и выполнен из порошкового сплава на основе железа, который дополнительно содержит кремний и никель, при следующем соотношении ингредиентов, мас. % :
Углерод 2,4 - 2,8
Хром 19,0 - 21,0
Марганец 0,15 - 0,4
Кремний 0,15 - 0,4
Никель 1,5 - 2,5
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали, дополнительно содержащей марганец, при ее следующем составе, мас. % :
Углерод 0,42 - 0,55
Марганец 0,5 - 0,8
Кремний 0,17 - 0,37
Железо Остальное
14. Изделие по п. 12, отличающееся тем, что оно выполнено в виде режущего инструмента для обработки металла, при этом плакирующий компонент составляет 20 - 50% от площади поперечного сечения инструмента и выполнен из порошковой стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,8 - 1,7
Марганец 0,17 - 0,37
Хром 3,3 - 4,5
Кремний 0,15 - 1,0
Молибден 1,25 - 9,5
Вольфрам 0,7 - 18,0
Ванадий 1,0 - 10,0
Кобальт 0,1 - 12,0
Железо Остальное
основной компонент выполнен из стали следующего состава, мас. % :
Углерод 0,002 - 0,2
Марганец 12,0 - 33,0
Кремний 0,15 - 0,37
Железо Остальное
15. Изделие по п. 12, отличающееся тем, что оно выполнено в виде инструмента для механической обработки органических материалов, при этом плакирующий или армирующий компонент составляет 10 - 50% от площади поперечного сечения инструмента и выполнен из порошковой стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,8 - 1,7
Хром 3,0 - 18,0
Марганец 0,17 - 0,37
Кремний 0,13 - 1,0
Вольфрам 0,1 - 1,0
Молибден 0,1 - 3,0
Ванадий 0,1 - 3,0
Никель 0,5 - 1,5
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали следующего состава, мас. % :
Углерод 0,08 - 0,3
Кремний 0,15 - 0,8
Марганец 0,15 - 0,8
Хром 12,0 - 14,0
Ванадий 0,01 - 0,5
Молибден 0,01 - 0,5
Железо Остальное
16. Изделие по п. 13, отличающееся тем, что оно выполнено в виде лемеха плуга или культиватора-плоскореза для обработки почвы, при этом плакирующий компонент выполнен из порошкового сплава на основе железа при следующем соотношении его ингредиентов, мас. % :
Углерод 2,4 - 2,8
Хром 19,0 - 21,0
Марганец 0,15 - 0,4
Кремний 0,15 - 0,4
Никель 1,5 - 2,5
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,42 - 0,55
Марганец 0,5 - 0,8
Кремний 0,17 - 0,37
Железо Остальное
17. Изделие по п. 13, отличающееся тем, что оно выполнено в виде зуба бороны для обработки почвы, при этом армирующий компонент выполнен из порошкового сплава на основе железа при следующем соотношении ингредиентов, мас. % :
Углерод 2,4 - 2,8
Хром 19,0 - 21,0
Марганец 0,15 - 0,4
Кремний 0,15 - 0,4
Никель 1,5 - 2,5
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,42 - 0,55
Марганец 0,5 - 0,8
Кремний 0,17 - 0,37
Железо Остальное
18. Изделие по п. 13, отличающееся тем, что оно выполнено в виде диска сошника зерновых сеялок, при этом армирующий компонент выполнен из порошкового сплава на основе железа при следующем соотношении его ингредиентов, мас. % :
Углерод 2,4 - 2,8
Хром 19,0 - 21,0
Марганец 0,15 - 0,4
Кремний 0,15 - 0,4
Никель 1,5 - 2,5
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,42 - 0,55
Марганец 0,5 - 0,8
Кремний 0,17 - 0,37
Железо Остальное
19. Изделие по п. 14, отличающееся тем, что оно выполнено в виде резца для токарной или фрезерной обработки металла, при этом плакирующий компонент выполнен из порошковой стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,8 - 1,7
Марганец 0,17 - 0,37
Хром 3,3 - 4,5
Кремний 0,15 - 1,0
Молибден 1,25 - 9,5
Вольфрам 0,7 - 18,0
Ванадий 1,0 - 10,0
Кобальт 0,1 - 12,0
Железо Остальное,
а основной компонент выполнен из стали следующего состава, мас. % :
Углерод 0,002 - 0,2
Марганец 12,0 - 33,0
Кремний 0,15 - 0,37
Железо Остальное
20. Изделие по п. 15, отличающееся тем, что оно выполнено в виде ножа для обработки древесины, тканей, кожи, бумаги и подобных органических материалов, при этом его плакирующий или армирующий компонент выполнен из порошковой стали следующего состава, мас. % :
Углерод 0,6 - 1,7
Кремний 0,17 - 1,0
Марганец 0,17 - 0,37
Хром 6,0 - 15,0
Вольфрам 0,1 - 1,0
Ванадий 0,1 - 1,0
Молибден 0,1 - 1,0
Никель 0,5 - 1,5
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,1 - 0,3
Кремний 0,17 - 0,37
Марганец 0,17 - 0,37
Молибден 0,01 - 0,5
Ванадий 0,01 - 0,5
Железо Остальное
21. Изделие по п. 20, отличающееся тем, что оно выполнено в виде ножа для обработки пищевых продуктов, при этом плакирующий компонент выполнен из порошковой стали следующего состава, мас. % :
Углерод 0,85 - 1,0
Кремний 0,17 - 1,0
Марганец 0,17 - 0,37
Хром 14,0 - 18,0
Молибден 0,8 - 1,0
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали, содержащей ингредиенты в следующем соотношении, мас. % :
Углерод 0,08 - 0,25
Кремний 0,17 - 0,8
Марганец 0,17 - 0,8
Хром 12,0 - 14,0
Железо Остальное
22. Изделие по п. 15, отличающееся тем, что оно выполнено в виде дисковой пилы для поперечной и продольной распиловки листовых и плитных материалов, при этом ее плакирующий компонент выполнен из порошковой стали следующего состава, мас. % :
Углерод 0,8 - 1,3
Кремний 0,17 - 1,0
Марганец 0,17 - 0,37
Хром 10,0 - 15,0
Вольфрам 0,1 - 1,0
Ванадий 0,1 - 1,0
Никель 1,0 - 1,5
Железо Остальное
а основной компонент выполнен из стали при следующем соотношении ее ингредиентов, мас. % :
Углерод 0,1 - 0,3
Кремний 0,17 - 0,37
Марганец 0,17 - 0,37
Молибден 0,01 - 0,5
Ванадий 0,1 - 0,512. The product according to p. 11, characterized in that the powder cladding or reinforcing component further comprises silicon, nickel, tungsten, molybdenum, vanadium and cobalt in the following ratio of ingredients, wt. %:
Carbon 0.8 - 2.8
Manganese 0.15 - 0.4
Silicon 0.15 - 1.0
Chrome 3.3 - 21.0
Nickel 0.1 - 2.5
Tungsten 0.01 - 18.0
Molybdenum 0.01 - 9.5
Vanadium 0.01 - 10.0
Cobalt 0.01 - 12.0
Iron Else
while the reinforcing or cladding component is 10-50% of the cross-sectional area, and the main component additionally contains manganese, chromium, molybdenum and vanadium in the following ratio of ingredients, wt. %:
Carbon 0.002 - 0.55
Manganese 0.15 - 33.0
Silicon 0.15 - 0.8
Chrome 0.1 - 14.0
Molybdenum 0.01 - 0.5
Vanadium 0.01 - 0.5
Iron Else
13. The product according to p. 11, characterized in that it is made in the form of a tool for the working bodies of tillage machines, while the cladding or reinforcing component is 10 - 20% of the cross-sectional area of the tool and is made of iron-based powder alloy, which is additionally contains silicon and nickel, in the following ratio of ingredients, wt. %:
Carbon 2.4 - 2.8
Chrome 19.0 - 21.0
Manganese 0.15 - 0.4
Silicon 0.15 - 0.4
Nickel 1.5 - 2.5
Iron Else
and the main component is made of steel, optionally containing manganese, with its next composition, wt. %:
Carbon 0.42 - 0.55
Manganese 0.5 - 0.8
Silicon 0.17 - 0.37
Iron Else
14. The product according to p. 12, characterized in that it is made in the form of a cutting tool for metal processing, while the cladding component is 20-50% of the cross-sectional area of the tool and is made of powder steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.8 - 1.7
Manganese 0.17 - 0.37
Chrome 3.3 - 4.5
Silicon 0.15 - 1.0
Molybdenum 1.25 - 9.5
Tungsten 0.7 - 18.0
Vanadium 1.0 - 10.0
Cobalt 0.1 - 12.0
Iron Else
the main component is made of steel of the following composition, wt. %:
Carbon 0.002 - 0.2
Manganese 12.0 - 33.0
Silicon 0.15 - 0.37
Iron Else
15. The product according to p. 12, characterized in that it is made in the form of a tool for machining organic materials, while the cladding or reinforcing component is 10-50% of the cross-sectional area of the tool and is made of powder steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.8 - 1.7
Chrome 3.0 - 18.0
Manganese 0.17 - 0.37
Silicon 0.13 - 1.0
Tungsten 0.1 - 1.0
Molybdenum 0.1 - 3.0
Vanadium 0.1 - 3.0
Nickel 0.5 - 1.5
Iron Else
and the main component is made of steel of the following composition, wt. %:
Carbon 0.08 - 0.3
Silicon 0.15 - 0.8
Manganese 0.15 - 0.8
Chrome 12.0 - 14.0
Vanadium 0.01 - 0.5
Molybdenum 0.01 - 0.5
Iron Else
16. The product according to p. 13, characterized in that it is made in the form of a ploughshare or plow cultivator for cultivating the soil, while the clad component is made of a powder alloy based on iron in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 2.4 - 2.8
Chrome 19.0 - 21.0
Manganese 0.15 - 0.4
Silicon 0.15 - 0.4
Nickel 1.5 - 2.5
Iron Else
and the main component is made of steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.42 - 0.55
Manganese 0.5 - 0.8
Silicon 0.17 - 0.37
Iron Else
17. The product according to p. 13, characterized in that it is made in the form of a harrow tooth for tillage, while the reinforcing component is made of a powder alloy based on iron in the following ratio of ingredients, wt. %:
Carbon 2.4 - 2.8
Chrome 19.0 - 21.0
Manganese 0.15 - 0.4
Silicon 0.15 - 0.4
Nickel 1.5 - 2.5
Iron Else
and the main component is made of steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.42 - 0.55
Manganese 0.5 - 0.8
Silicon 0.17 - 0.37
Iron Else
18. The product according to p. 13, characterized in that it is made in the form of a disc coulter of grain seeders, while the reinforcing component is made of a powder alloy based on iron in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 2.4 - 2.8
Chrome 19.0 - 21.0
Manganese 0.15 - 0.4
Silicon 0.15 - 0.4
Nickel 1.5 - 2.5
Iron Else
and the main component is made of steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.42 - 0.55
Manganese 0.5 - 0.8
Silicon 0.17 - 0.37
Iron Else
19. The product according to p. 14, characterized in that it is made in the form of a cutter for turning or milling metal, while the cladding component is made of powder steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.8 - 1.7
Manganese 0.17 - 0.37
Chrome 3.3 - 4.5
Silicon 0.15 - 1.0
Molybdenum 1.25 - 9.5
Tungsten 0.7 - 18.0
Vanadium 1.0 - 10.0
Cobalt 0.1 - 12.0
Iron Else,
and the main component is made of steel of the following composition, wt. %:
Carbon 0.002 - 0.2
Manganese 12.0 - 33.0
Silicon 0.15 - 0.37
Iron Else
20. The product according to p. 15, characterized in that it is made in the form of a knife for processing wood, fabrics, leather, paper and similar organic materials, while its cladding or reinforcing component is made of powder steel of the following composition, wt. %:
Carbon 0.6 - 1.7
Silicon 0.17 - 1.0
Manganese 0.17 - 0.37
Chrome 6.0 - 15.0
Tungsten 0.1 - 1.0
Vanadium 0.1 - 1.0
Molybdenum 0.1 - 1.0
Nickel 0.5 - 1.5
Iron Else
and the main component is made of steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.1 - 0.3
Silicon 0.17 - 0.37
Manganese 0.17 - 0.37
Molybdenum 0.01 - 0.5
Vanadium 0.01 - 0.5
Iron Else
21. The product according to p. 20, characterized in that it is made in the form of a knife for processing food products, while the cladding component is made of powder steel of the following composition, wt. %:
Carbon 0.85 - 1.0
Silicon 0.17 - 1.0
Manganese 0.17 - 0.37
Chrome 14.0 - 18.0
Molybdenum 0.8 - 1.0
Iron Else
and the main component is made of steel containing ingredients in the following ratio, wt. %:
Carbon 0.08 - 0.25
Silicon 0.17 - 0.8
Manganese 0.17 - 0.8
Chrome 12.0 - 14.0
Iron Else
22. The product according to p. 15, characterized in that it is made in the form of a circular saw for transverse and longitudinal sawing of sheet and plate materials, while its cladding component is made of powder steel of the following composition, wt. %:
Carbon 0.8 - 1.3
Silicon 0.17 - 1.0
Manganese 0.17 - 0.37
Chrome 10.0 - 15.0
Tungsten 0.1 - 1.0
Vanadium 0.1 - 1.0
Nickel 1.0 - 1.5
Iron Else
and the main component is made of steel in the following ratio of its ingredients, wt. %:
Carbon 0.1 - 0.3
Silicon 0.17 - 0.37
Manganese 0.17 - 0.37
Molybdenum 0.01 - 0.5
Vanadium 0.1 - 0.5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5028627 RU2006371C1 (en) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | Multilayer composite material, method for its manufacture and article made of this material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5028627 RU2006371C1 (en) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | Multilayer composite material, method for its manufacture and article made of this material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006371C1 true RU2006371C1 (en) | 1994-01-30 |
Family
ID=21597527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5028627 RU2006371C1 (en) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | Multilayer composite material, method for its manufacture and article made of this material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2006371C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479379C2 (en) * | 2007-11-09 | 2013-04-20 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Structural elements with poured-in cemented carbide |
| RU2528687C1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-09-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Production tillage tool working members |
| RU2532755C1 (en) * | 2013-08-22 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Two-layered steel flat rolled stock and item made from it |
| RU180771U1 (en) * | 2018-02-20 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" | ROAD CUTTER CUTTER |
| RU2665642C1 (en) * | 2018-03-02 | 2018-09-03 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Iron-based alloy |
| RU2667258C1 (en) * | 2018-04-10 | 2018-09-18 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Iron-based alloy |
| RU2696164C1 (en) * | 2018-12-08 | 2019-07-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method of bimetallic articles production by forging of liquid metal |
| RU2750257C2 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-24 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Method of producing high-speed steel for manufacture of composite rolls |
-
1992
- 1992-01-21 RU SU5028627 patent/RU2006371C1/en active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479379C2 (en) * | 2007-11-09 | 2013-04-20 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Structural elements with poured-in cemented carbide |
| EP2219807B1 (en) | 2007-11-09 | 2017-10-18 | Sandvik Intellectual Property AB | Casted in cemented carbide components |
| RU2528687C1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-09-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Production tillage tool working members |
| RU2532755C1 (en) * | 2013-08-22 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Two-layered steel flat rolled stock and item made from it |
| RU180771U1 (en) * | 2018-02-20 | 2018-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" | ROAD CUTTER CUTTER |
| RU2665642C1 (en) * | 2018-03-02 | 2018-09-03 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Iron-based alloy |
| RU2667258C1 (en) * | 2018-04-10 | 2018-09-18 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Iron-based alloy |
| RU2696164C1 (en) * | 2018-12-08 | 2019-07-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method of bimetallic articles production by forging of liquid metal |
| RU2750257C2 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-24 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Method of producing high-speed steel for manufacture of composite rolls |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1697889B (en) | Low carbon martensitic stainless steel and its manufacture method | |
| US10844448B2 (en) | Powder metallurgically manufactured high speed steel | |
| US4232096A (en) | Composite steel material and composite steel tool made from this material | |
| EP1917376B1 (en) | Powder metallurgically manufactured steel, a tool comprising the steel and a method for manufacturing the tool | |
| EP0169292B1 (en) | Compound body and method of making the same | |
| US20090123322A1 (en) | High-Speed Steel for Saw Blades | |
| CN105821279A (en) | High-strength diamond saw blade | |
| US20090252640A1 (en) | Steel alloy, a holder or a holder detail for a plastic moulding tool, a tough hardened blank for a holder or holder detail, a process for producing a steel alloy | |
| US3295966A (en) | Versatile low-alloy tool steel | |
| RU2006371C1 (en) | Multilayer composite material, method for its manufacture and article made of this material | |
| JP2005530041A5 (en) | ||
| US7297177B2 (en) | Cold work steel | |
| CN101421430B (en) | Cold-working steel | |
| US4780139A (en) | Tool steel | |
| US5021085A (en) | High speed tool steel produced by powder metallurgy | |
| CA2381236C (en) | Steel material, its use and its manufacture | |
| JPS62211351A (en) | Tool steel having superior machinability | |
| JPH09227990A (en) | Hot tool steel excellent in high temperature strength and fracture toughness | |
| JPS6116334B2 (en) | ||
| JP3076347B2 (en) | High-strength smelted high-speed steel tool with excellent cutting performance | |
| JP3530379B2 (en) | Work roll for cold rolling | |
| JPH06198517A (en) | Chip removable cutting tool | |
| JPS6017061A (en) | Free cutting steel and its production | |
| JPH021903B2 (en) | ||
| JPH1060596A (en) | Cold tool steel with high hardness and high toughness |