RU2219255C1 - Способ обработки быстрорежущей стали - Google Patents
Способ обработки быстрорежущей стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2219255C1 RU2219255C1 RU2002121147/02A RU2002121147A RU2219255C1 RU 2219255 C1 RU2219255 C1 RU 2219255C1 RU 2002121147/02 A RU2002121147/02 A RU 2002121147/02A RU 2002121147 A RU2002121147 A RU 2002121147A RU 2219255 C1 RU2219255 C1 RU 2219255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- temperature
- speed steel
- steel
- superplasticity
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области инструментальной промышленнности, в частности к обработке металлов давлением. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента использования металла, увеличение износостойкости инструмента, обеспечение ширины температурной области сверхпластичности, снижение энергоемкости процесса, достижение необходимой твердости заготовки. Для достижения технического результата заготовку из быстрорежущей стали нагревают до температуры деформации 760-770oС и при этой температуре проводят пластическую деформацию в изотермическом режиме со скоростью 10-4-10-1 с-1 в процессе метастабильного фазового перехода с предельной степенью деформации 92%. 1 табл.
Description
Изобретение относится к термомеханической обработке металлов, в частности к обработке металлов давлением, и может быть использовано в инструментальной промышленности для получения заготовок инструмента из быстрорежущих сталей и других сталей этой группы (Р6М5, Р6М5Ф3, 10РМ5Ф3, 10Р6М5-МП, Р6М5К5, Р6АМ5, Р6АМ5Ф).
Известен способ обработки быстрорежущей стали, включающий отжиг, нагрев до температуры деформации и пластическую деформацию, при этом отжиг осуществляют путем термоциклирования через точку Aс1, a деформацию осуществляют в изотермическом режиме при температуре 880-920oС со степенью 40-50% и скоростью 10-4-10-1 с-1 (а.с. 1502636, МПК3 C 21 D 9/22, 1987г.).
Недостатком известного способа является высокая энергоемкость процесса, наличие последующего смягчающего отжига заготовок, невысокая стойкость деформирующего инструмента, окисление и потери металла на повышенные допуски, снижающие коэффициент использования металла.
Наиболее близким (прототипом) к предложенному изобретению по технической сущности является способ обработки быстрорежущей стали, включающий нагрев до температуры деформации и пластическую деформацию в изотермическом режиме со скоростью 10-4-10-1 с-1, которую осуществляют при температуре на 5-40o ниже точки Ac1 в процессе метастабильного фазового перехода (а.с. 2002822, МПК5 С 21 D 9/22, БИ 41, 1993 г.).
Недостатком известного изобретения является недостаточно высокий коэффициент использования металла, невысокая износостойкость инструмента, полученного таким способом, узкая температурная область сверхпластичности, повышенная энергоемкость процесса, недостаточная твердость заготовки.
Задачей предложенного изобретения является повышение коэффициента использования металла, увеличение износостойкости инструмента, обеспечение ширины температурной области сверхпластичности, снижение энергоемкости процесса, достижение необходимой твердости заготовки.
Поставленная задача решается таким образом, что в предложенном способе обработки быстрорежущей стали, включающем нагрев до температуры деформации и пластическую деформацию в изотермическом режиме со скоростью 10-4-10-1 с-1, в процессе метастабильного фазового перехода проводят при температуре 760-770o с предельной степенью 92%.
На чертеже показаны линии равных значений относительного удлинения стали Р6М5 при испытаниях на растяжение при разных температурах и скоростях деформации. Анализ математических моделей позволил выявить закономерности исследуемых процессов. При всех исследованных скоростях деформации сопротивление деформированию сталей Р6М5 при повышении температуры снижается, достигает минимума вблизи температуры фазового перехода, а затем возрастает. Из анализа проведенного после исследований ясно, что в стали Р6М5 выявлены четкие области пластичности. Так, при температуре 760-770o сталь проявляет пластичность, измеряемую относительным удлинением, не превышает 90% при скоростях деформации l0-3 c-1. Поверхность пластичности ограничена линиями равных значений относительного удлинения.
Необходимо отметить, что при температурах выше 770oС и ниже 760oС максимальная пластичность исследуемых образцов на 30-40% ниже максимальной, что ограничивает их практическое применение, т.к. снижается ресурс деформационной способности стали, что и не позволяет получать заготовки сложной формы за малое число переходов. Аналогичная поверхность пластичности, полученная при растяжении стали Р6М5 представлена на чертеже в области температур 820-840oС и скоростей деформации 10-4-10-3 с -1. При температурах 835oС и скоростях деформации 10-4 с-1 расположена узкая область максимального проявления эффекта сверхпластичности стали, ограниченная линиями равной пластичности δ= 107%. Результаты исследований, представленные на чертеже, получены экспериментально с использованием оптимального планирования, статистической обработки экспериментальных данных и математического моделирования процессов изотермического деформирования и сверхпластичности.
По синтезированным точным D оптимальным планом экспериментов в каждой исследуемой точке факторного пространства температурно-скоростного поля, представленного на чертеже, проводили по 3-4 эксперимента на растяжение и сжатие образцов из стали Р6М5 при различных скоростях и температурах. Затем данные экспериментов обрабатывали по программе регрессионного анализа. Получали адекватные математические модели зависимости критериев процесса от факторов. Проводили контрольные эксперименты. Строили графические зависимости исследуемых критериев. Устанавливали закономерности их изменения в температурных скоростных полях и определяли условия проявления эффекта сверхпластичности.
Данные, приведенные на чертеже, имеют важное прикладное значение, так как они определяют границы проявления эффекта повышенной пластичности и сверхпластичности и являются основой для создания базы данных изменения пластичности в сопряженных температурных и скоростных полях.
Способ обработки быстрорежущей стали заключается в следующем. Сначала заготовку нагревают до температуры 765oС, выдерживают до полного прогрева заготовки, затем осуществляют пластическую деформацию в изотермическом режиме со скоростью 10-3 с-1 при температуре 765oС со степенью деформации до 92%. На заготовку из стали Р6М5 перед нагревом наносят защитно-смазочное покрытие из стеклографитовой смеси для защиты от обезуглероживания, окисления и смазки при пластической деформации в нагретом состоянии.
В таблице представлены общие сведения, т.е. полученные данные, и отражены данные прототипа.
Пример 1.
Проводили изготовление дисковых резаков из стали Р6М5 ГОСТ 19265-73 в состоянии после отжига с исходной твердостью НВ 250, пределом прочности σв = 770 МПа и относительным удлинением δ=15%.
Заготовки диаметром 16 мм и высотой 22 мм с защитно-смазочным покрытием, нанесенным на них и подвергнутым сушке, нагревали в камерной электрической печи до 750oС. Затем нагретые заготовки переносили в изотермический штамп с температурой 750oС и деформировали в изотермических условиях со скоростью 10-3 с-1 и со степенью деформации 75% в штамповом блоке, который изготовлен из жаропрочного никелевого сплава ЖС-6К и установлен на гидравлическом прессе усилием 400 кН. При степени деформации Σ<75% на боковой поверхности образца появляются трещины и происходит нарушение сплошности материала и разрушение образца.
Пример 2.
Проводили изготовление дисковых резаков из стали Р6М5 ГОСТ 19265-73 в состоянии после отжига с исходной твердостью НВ 250, пределом прочности σв = 770 МПа и относительным удлинением δ=15%.
Заготовки диаметром 16 мм и высотой 22 мм с защитно-смазочным покрытием, нанесенным на них и подвергнутым сушке, нагревали в камерной электрической печи до 765oС. Затем нагретые заготовки переносили в изотермический штамп с температурой 765oС и деформировали в изотермических условиях со скоростью 10-3 с-1 со степенью деформации до 92% в штамповом блоке, изготовленном из жаропрочного никелевого сплава ЖС-6К, установленном на гидравлическом прессе усилием 400 кН. При этом не происходит разрушение образца и образование трещин на боковой поверхности заготовки дисковых резаков из стали Р6М5. После деформирования заготовка имеет твердость НВ 247, не превышающую исходную.
Пример 3.
Проводили изготовление дисковых резаков из стали Р6М5 ГОСТ 19265-73 в постоянном после отжига с исходной твердостью НВ 250 пределом прочности σв = 770 МПа и относительным удлинением δ=15%.
Заготовки диаметром 16 мм и высотой 22 мм с защитно-смазочным покрытием, нанесенным на них и подвергнутым сушке, нагревали в камерной электрической печи до 790oС. Затем нагретые заготовки переносили в изотермический штамп с температурой 780oС и деформировали в изотермических условиях со скоростью 10-3 с-1 в штамповом блоке, изготовленном из жаропрочного никелевого сплава ЖС-6К и установленном на гидравлическом прессе усилием 400 кН. При этом степень деформации не может превышать 70-75% из-за нарушения сплошности материала образца и его разрушения.
По сравнению с существующим способом предлагаемый имеет ряд преимуществ.
1. Более широкая температурная область сверхпластичности, чем при 835oС, что не требует дорогостоящих высокоточных регулирующих пирометров.
2. Более низкая температура процесса, на 70oС ниже существующего, что снижает энергоемкость и скорость образования окалины.
3. Практическое отсутствие обезуглероживания получаемой заготовки.
4. После формообразования заготовка имеет твердость 240 НВ, т.е. находится в отожженном состоянии и не требует подготовки структуры перед закалкой и хорошо обрабатывается резанием.
5. Меньшее напряжение текучести стали (усилие деформирования).
6. Использование технологий изотермического и сверхпластического деформирования позволяет снизить вредное воздействие на природную среду за счет уменьшения объемов выбросов, сопровождающих технологические процессы.
7. При этом повышение экономии дорогостоящих быстрорежущих сталей и дефицитных легирующих добавок: ванадия, молибдена, хрома и особенно стратегического элемента - вольфрама позволяет отнести процессы обработки давлением с использованием эффекта сверхпластичности к процессам рационального природопользования.
Claims (1)
- Способ обработки быстрорежущей стали, включающий нагрев до температуры деформации и пластическую деформацию в изотермическом режиме со скоростью 10-4 - 10 -1 с-1 в процессе метастабильного фазового перехода, отличающийся тем, что пластическую деформацию осуществляют при температуре 760-770°С с предельной степенью деформации 92%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002121147/02A RU2219255C1 (ru) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | Способ обработки быстрорежущей стали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002121147/02A RU2219255C1 (ru) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | Способ обработки быстрорежущей стали |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2219255C1 true RU2219255C1 (ru) | 2003-12-20 |
RU2002121147A RU2002121147A (ru) | 2004-04-10 |
Family
ID=32066988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002121147/02A RU2219255C1 (ru) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | Способ обработки быстрорежущей стали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2219255C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100340678C (zh) * | 2004-05-28 | 2007-10-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种使高钒高钴高速钢获得超塑性性能的方法 |
RU2533251C1 (ru) * | 2013-04-09 | 2014-11-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Способ обработки изделия из тонкого листа |
-
2002
- 2002-08-09 RU RU2002121147/02A patent/RU2219255C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Металловедение и термическая обработка металлов. Машиностроение, 1981, №3, с.22-24. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100340678C (zh) * | 2004-05-28 | 2007-10-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种使高钒高钴高速钢获得超塑性性能的方法 |
RU2533251C1 (ru) * | 2013-04-09 | 2014-11-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Способ обработки изделия из тонкого листа |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
So et al. | An investigation of the blanking process of the quenchable boron alloyed steel 22MnB5 before and after hot stamping process | |
US5649280A (en) | Method for controlling grain size in Ni-base superalloys | |
Naizabekov et al. | Change in copper microstructure and mechanical properties with deformation in an equal channel stepped die | |
CN106884118A (zh) | 锻造电渣复合高速钢轧辊及其制造方法 | |
CN108246948B (zh) | 一种改善gh901模锻件组织的锻造方法 | |
CN109894473A (zh) | 一种连铸坯直锻生产热作模具钢的方法 | |
CN106521124A (zh) | 一种交叉开扁镦拔h13类热作模具钢均质化锻造工艺 | |
CN105921675A (zh) | 一种锯刀结构及其锻压淬火工艺 | |
Jaafar et al. | Automatic centring with moving die for cold small clearance punching of die-quenched steel sheets | |
RU2525961C1 (ru) | Способ изготовления штамповок лопаток из двухфазного титанового сплава | |
Behrens et al. | Tailored forming of hybrid bevel gears with integrated heat treatment | |
RU2219255C1 (ru) | Способ обработки быстрорежущей стали | |
Isogawa et al. | Improvement of the forgability of 17-4 precipitation hardening stainless steel by ausforming | |
Berladir et al. | Application of reinforcing thermocycling treatment for materials of stamps hot deformation | |
Gvozdev | Alternative technology of thermomechanical treatment of high-speed tungsten-molybdenum steel R6M5 | |
JP3228440B2 (ja) | 耐ヒートクラック性にすぐれる熱間加工用金型 | |
RU2287593C1 (ru) | Способ обработки быстрорежущей стали | |
RU2337977C1 (ru) | Способ обработки быстрорежущей стали | |
Kukhar et al. | Hydraulic Press Open Die Forging of 21CrMoV5-7 Steel CCM Roller with Flat Upper and Concave Semi-round Lower Cogging Dies | |
Plata et al. | Semisolid forming of S48C steel grade | |
Han et al. | Fractional cooling strategy of the hot-stamping process and its influence on formability and mechanical properties of ultra-high-strength steel parts | |
RU2224047C1 (ru) | Способ изготовления листовых полуфабрикатов из титановых сплавов | |
WO2016027208A1 (en) | A method of forging complex parts from continuous cast billets | |
Behrens et al. | Fabrication of piston pins made of a novel aluminium-alloyed UHC steel | |
RU2285736C1 (ru) | Способ получения изделия из жаропрочного никелевого сплава |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040810 |