RU2102519C1

RU2102519C1 - Tool steel

Info

Publication number: RU2102519C1
Application number: RU95114759/02A
Authority: RU
Inventors: Д.З. Натапова; Ю.К. Покровский; В.Г. Потапов; Г.И. Сильман; ревич В.В. Сидл; В.В. Сидляревич; Е.А. Таран; В.В. Чулков
Original assignee: Акционерное общество "Брянский машиностроительный завод"
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1995-08-15
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: metallurgy, more particularly, manufacture of cutting tools. SUBSTANCE: alloy comprises manganese, sulfur, silicon, vanadium, molybdenum, carbon, iron, barium. The proportions of components are as follows, wt.-%: carbon, 0.8-2.5; manganese, 0.20-0.60; silicon, 0.2-0.65; vanadium, 2.00-8.5; molybdenum, 3.50-9.00; barium, 0.01-0.12; sulfur, 0.02-0.15; and iron, the balance. Chromium+molybdenum+1.5 silicon ratio is equal or greater than 9.5. EFFECT: improved mechanical properties, heat resistance of alloy and greater resistance of cast cutting tools. 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам для изготовления литого режущего инструмента. The invention relates to metallurgy, in particular to alloys for the manufacture of cast cutting tools.

Известна быстрорежущая инструментальная сталь 85х4М5ф2В6Л (Р6М5Л) [1] содержащая, мас. Known high-speed tool steel 85x4M5f2V6L (R6M5L) [1] containing, by weight.

Углерод 0,82 0,90
Марганец не более 0,50
Кремний не более 0,50
Хром 3,80 4,40
Вольфрам 5,50 6,50
Ванадий 1,70 2,10
Никель не более 0,50
Сера не более 0,025
Фосфор не более 0,03
Недостатком этого сплава является невысокая ударная вязкость из-за неоднородности структуры и высокая стоимость, обусловленная наличием дорогостоящего вольфрама.Carbon 0.82 0.90
Manganese no more than 0.50
Silicon no more than 0.50
Chrome 3.80 4.40
Tungsten 5.50 6.50
Vanadium 1.70 2.10
Nickel no more than 0.50
Sulfur no more than 0,025
Phosphorus no more than 0.03
The disadvantage of this alloy is its low impact strength due to the heterogeneity of the structure and the high cost due to the presence of expensive tungsten.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является инструментальный сплав [2] содержащий, мас. Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a tool alloy [2] containing, by weight.

Углерод 1,25 2,20
Марганец 0,30 1,80
Кремний 1,40 2,60
Хром 5,60 8,00
Ванадий 4,30 7,60
Молибден 0,10 3,50
Алюминий 0,10 0,50
РЗЭ 0,02 0,15
Железо остальное
Недостатком этого сплава является то, что в медленноохлаждаемых отливках (например, в массивных отливках или при литье по выплавляемым моделям) получается крупнозернистая микроструктура и обусловленные этим низкие значения теплостойкости, механических свойств сплава и стойкости изготовленного из него литого инструмента.Carbon 1.25 2.20
Manganese 0.30 1.80
Silicon 1.40 2.60
Chrome 5.60 8.00
Vanadium 4.30 7.60
Molybdenum 0.10 3.50
Aluminum 0.10 0.50
REE 0.02 0.15
Iron rest
The disadvantage of this alloy is that in slowly cooled castings (for example, in massive castings or in investment casting), a coarse-grained microstructure is obtained and, as a result, low values of heat resistance, mechanical properties of the alloy, and resistance of a cast tool made from it are obtained.

Для повышения механических свойств, теплостойкости сплава и стойкости литого режущего инструмента из него предлагаемый сплав, содержащий углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, молибден, углерод, железо, дополнительно содержит барий и серу при следующем соотношении компонентов, мас. To improve the mechanical properties, heat resistance of the alloy and the resistance of the cast cutting tool from it, the proposed alloy containing carbon, manganese, silicon, chromium, vanadium, molybdenum, carbon, iron, additionally contains barium and sulfur in the following ratio of components, wt.

Марганец 0,20 0,60
Кремний 0,20 0,65
Хром 4,00 8,50
Ванадий 2,00 8,50
Молибден 3,50 9,00
Барий 0,01 0,12
Сера 0,02 0,15
Углерод 0,8 2,5
Железо остальное,
при этом (Cr+Mo+1,5Si)≥9,5.Manganese 0.20 0.60
Silicon 0.20 0.65
Chrome 4.00 8.50
Vanadium 2.00 8.50
Molybdenum 3.50 9.00
Barium 0.01 0.12
Sulfur 0.02 0.15
Carbon 0.8 2.5
The rest is iron,
while (Cr + Mo + 1.5Si) ≥9.5.

В качестве примеси в сплаве может содержаться фосфор в количестве до 0,03 мас. As an impurity, the alloy may contain phosphorus in an amount up to 0.03 wt.

В составе предлагаемого сплава отсутствует дорогостоящий вольфрам, сплав обладает повышенными по сравнению с аналогом и прототипом механическими свойствами и теплостойкостью. Для изготовления режущего инструмента из предложенного сплава можно использовать литые заготовки, не подвергаемые горячей пластической деформации. Режущий инструмент из предлагаемого сплава обладает более высокой стойкостью. In the composition of the proposed alloy there is no expensive tungsten, the alloy has improved mechanical properties and heat resistance compared to the analogue and prototype. For the manufacture of a cutting tool from the proposed alloy, you can use cast billets that are not subjected to hot plastic deformation. The cutting tool of the proposed alloy has a higher resistance.

Химический состав известных и предлагаемых сплавов и соответствующие им свойства приведены в табл. 1 и 2. The chemical composition of the known and proposed alloys and their corresponding properties are given in table. 1 and 2.

Плавки проводили в открытых индукционных печах на шихте, состоящей из стального лома, электродного боя и ферросплавов. Smelting was carried out in open induction furnaces on a charge consisting of steel scrap, electrode battle and ferroalloys.

Заготовки с размерами 12х22х120 мм для отрезных резцов получали литьем по выплавляемым моделям; круглые стержни диаметром 60 мм для фрез отливали в сухие формы из хромомагнезита. Заготовки образцов для определения ударной вязкости получали литьем по выплавляемым моделям. Billets with dimensions of 12x22x120 mm for cutting tools were obtained by investment casting; round rods with a diameter of 60 mm for mills were cast into dry molds from chromomagnesite. Billets of samples for determining the toughness were obtained by investment casting.

Механическая обработка заготовок осуществлялась после отжига по обычным режимам для стали Р6М5. The machining of the workpieces was carried out after annealing according to the usual conditions for P6M5 steel.

Термообработка инструмента включала закалку с нагревом в соляной ванне до температуры 1180 1225^oC и охлаждением в индустриальном масле и двухкратный отпуск при температуре 520 540^oC.The heat treatment of the tool included quenching with heating in a salt bath to a temperature of 1180 1225 ^o C and cooling in industrial oil and a double tempering at a temperature of 520 540 ^o C.

Теплостойкость сплава характеризовалась изменением твердости термообработанных образцов после 4-часовой выдержки при температуре 610 -620^oC и охлаждения на воздухе до комнатной температуры. За единицу принята теплостойкость стали Р5М5, равная 59 60.The heat resistance of the alloy was characterized by a change in the hardness of the heat-treated samples after 4 hours at a temperature of 610-620 ^o C and cooling in air to room temperature. The heat resistance of R5M5 steel, equal to 59 60, is accepted as a unit.

За единицу стойкости инструмента принята стойкость дисковых фрез и отрезных резцов, изготовленных из стали Р6М5, которая по результатам испытаний составила соответственно 40 и 420 мин. The durability of disk milling cutters and cutting tools made of P6M5 steel, which according to the test results was 40 and 420 min, respectively, was taken as a unit of tool life.

Источники информации
1. ГОСТ 977-88 "Отливки стальные. Общие технические требования".Sources of information
1. GOST 977-88 "Steel castings. General technical requirements."

2. Авторское свидетельство СССР N 1330202, кл. C 22 C 38/24, 1987. 2. Copyright certificate of the USSR N 1330202, cl. C 22 C 38/24, 1987.

Claims

Tool alloy containing carbon, manganese, silicon, chromium, vanadium, molybdenum, sulfur, iron, characterized in that it additionally contains barium in the following ratio, wt.

Carbon 0.8 2.5
Manganese 0.20 0.60
Silicon 0.20 0.65
Chrome 4.00 8.50
Vanadium 2.00 8.50
Molybdenum 3.50 9.00
Barium 0.01 0.12
Sulfur 0.02 0.15
Iron Else
the following relation is fulfilled: (chromium + molybdenum + 1.5 • silicon) ≥ 9.5.0