RU2563609C1

RU2563609C1 - Способ получения заготовок из порошковой быстрорежущей стали

Info

Publication number: RU2563609C1
Application number: RU2014137211/02A
Authority: RU
Inventors: Евгений Викторович Агеев; Вадим Юрьевич Карпенко; Александр Евгеньевич Гвоздев; Екатерина Владимировна Агеева
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2015-09-20

Abstract

Изобретение относится к порошковой металлургии. Заготовки из порошковой быстрорежущей стали, полученной электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали марки Р6М5 в дистиллированной воде, получают путем горячего прессования порошка с пропусканием высокоамперного тока в вакууме в течение 2,9…3,1 минут при температуре 895…905°С. Обеспечивается снижение пористости и повышение микротвердости заготовок из порошковой быстрорежущей стали. 3 ил., 1 пр.

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к получению заготовок из быстрорежущих сталей.

Известны способы получения заготовок быстрорежущей стали, которые основываются на химико-металлургических процессах. В настоящее время наиболее распостраненным является способ холодного изостатического формования быстрорежущей стали в закрытых пресс-формах. При этом площадь формуемого материала остается постоянной в течение всего времени формования, а давление возрастает до определенной заданной величины. Затем спекание в высокотемпературной печи в вакууме в течение нескольких часов [Металлические порошки и порошковые материалы: справочник [Текст] /Б.Н. Бабич, Е.В. Вершинина, В.А. Глебов и др. - М.: ЭКОМЕТ, 2005. - 520 с.].

Недостатком указанных способов является энергоемкость и длительность процесса.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является способ получения заготовок наиболее выгодной технологической формы и необходимой массы для изготовления инструмента различного типа. Решаемой задачей является изготовление компактных заготовок необходимой формы и размеров непосредственно из порошка, исключая процесс компактирования порошка в контейнерах для получения промежуточных заготовок массой до 2 т, перерабатываемых в катаную или экструдированную полосу (профиль), из которой затем ковкой, штамповкой изготавливают штучные заготовки с потерями, присущими традиционным способам. Сущность изобретения: на спеченные пористые заготовки необходимой формы напыляют газопроницаемый слой железа, в холодной или горячей вакуумной камере удаляют воздух, затем заполняют азотом пустоты спеченной заготовки через газопроницаемый слой и горячей обработкой давлением придают окончательные форму, плотность, текстуру заготовке [Патент RU на изобретение №92012948].

Недостатками применения способа является следующее.

1. Энергоемкость.

2. Высокая пористость заготовок.

3. Низкая микротвердость.

4. Сложность процесса.

Задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы снизить энергоемкость процесса, получать заготовки менее пористыми, повысить их микротвердость и облегчить процесс создания заготовок. Поставленная задача решается с помощью метода горячего прессования с пропусканием высокоамперного тока в вакууме в течение 2,9…3,1 минут при температуре 895…905°С из порошка, полученного электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали марки Р6М5 в дистиллированной воде. В основе процесса лежит модифицированный метод горячего прессования, при котором электрический ток пропускается непосредственно через пресс-форму и прессуемую заготовку, а не через внешний нагреватель.

На фиг. 1 - пористость заготовок из быстрорежущей стали (Р6М5).

На фиг. 2 - элементный состав заготовок из быстрорежущей стали (Р6М5).

На фиг. 3 - таблица среднего интегрального значения микротвердости заготовок (HV) из порошковой быстрорежущей стали (Р6М5).

С помощью импульсного электротока и так называемого «эффекта плазмы искрового разряда» («spark plasma effect») достигается очень быстрый нагрев и исключительно малая продолжительность рабочего цикла. Это позволяет подавить рост зерна и получить равновесное состояние, а также снизить пористость, будет известен элементный состав заготовок, а также повысится микротвердость заготовок. Все это открывает возможности для создания новых материалов с ранее недоступными композициями и свойствами, материалов с субмикронным или наноразмерным зерном, а также композитных материалов с уникальными или необычными композициями.

Возможно изготовление заготовок цилиндрических электродов для упрочнения режущего инструмента электроискровым легированием (ЭИЛ) из порошковой быстрорежущей стали, полученной из отходов Р6М5 методом электроэрозионного диспергирования в воде.

Пример

Получение заготовок порошковой быстрорежущей стали проводили на экспериментальной установке горячего прессования в соответствии с патентом Украины на полезную модель №72841 с пропусканием высокоамперного тока в вакууме в течение 2,9…3,1 минут при температуре 895…905ºС.

При этом достигли следующий технический результат: исследование микроструктуры и элементного состава образцов проведено методами растровой электронной микроскопии с использованием растрового электронного микроскопа Quanta 200 3D, которые представлены на фиг.1 и 2.

Данным способом возможно получение заготовок из порошков быстрорежущей стали, полученных методом электроэрозионного диспергирования в водной среде, на экспериментальной установке в соответствии с патентом RU на изобретение №2449859 для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов, которые практически не имеют пористости. Элементный состав заготовок из порошковой быстрорежущей стали содержит: C=3,83%, O=13,84%, Mo=4,18%, V=6,72%, Cr=20,98%, Fe=47,91%, W=2,54%.

Испытания твердости покрытий по микрошлифу проводили с помощью автоматической системы анализа микротвердости DM-8 по методу микро-Виккерса при нагрузке на индентор 300 г в соответствии с ГОСТом 9450-76 (Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников). Данные по среднему интегральному значению микротвердости заготовок представлены в таблице 1. Установлено, что среднее интегральное значение микротвердости заготовок, полученных на экспериментальной установке горячего прессования с пропусканием высокоамперного тока в вакууме в течение 2,9…3,1 минут при температуре 895…905ºС, составляет 477 HV.

Claims

Способ получения заготовки из порошковой быстрорежущей стали, отличающийся тем, что порошок быстрорежущей стали получают электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали марки Р6М5 в дистиллированной воде и подвергают горячему прессованию с пропусканием высокоамперного тока в вакууме в течение 2,9…3,1 мин при температуре 895…905°С.