RU2605017C1 - Method of producing cast dispersion-hardening ferrite-carbide steel - Google Patents
Method of producing cast dispersion-hardening ferrite-carbide steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2605017C1 RU2605017C1 RU2015129838/02A RU2015129838A RU2605017C1 RU 2605017 C1 RU2605017 C1 RU 2605017C1 RU 2015129838/02 A RU2015129838/02 A RU 2015129838/02A RU 2015129838 A RU2015129838 A RU 2015129838A RU 2605017 C1 RU2605017 C1 RU 2605017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- carbides
- melt
- titanium
- tic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии машиностроения, а именно к области получения и использования литейных материалов, может быть использовано при производстве литых штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки (штампы «Автофордж»), сплавов на основе меди и др.The invention relates to the field of metallurgy engineering, and in particular to the field of production and use of foundry materials, can be used in the manufacture of hot-formed die casting dies, injection molding dies, forging dies for solid-liquid stamping (Avtoforge dies), alloys based on copper and others
Известны [1] теплостойкие штамповые стали мартенситного класса для горячего деформирования 3Х2В8Ф, 4Х4СВМФ (ДИ-22), 5Х3В3МФС (ДИ-23), 4Х5МФС и др.Known [1] heat-resistant die steels of the martensitic class for hot deformation of 3X2V8F, 4X4SVMF (DI-22), 5X3V3MFS (DI-23), 4X5MFS, etc.
Недостатком [1] штамповых сталей мартенситного класса является их применение при изготовлении пресс-инструмента только в кованом состоянии. Ограниченное применение [1] сталей мартенситного класса для изготовления литого пресс-инструмента связано с образованием литейных трещин в процессе кристаллизации отливок при ускоренном охлаждении. Кроме того, в процессе эксплуатации штампов горячего деформирования вследствие разогрева гравюры до высокой температуры (900°С) происходят полиморфные превращения α↔γ, что приводит к структурно-фазовому наклепу и снижению стойкости пресс-инструмента, изготовленного из сталей мартенситного класса.The disadvantage of [1] martensitic steel stamp steels is their use in the manufacture of a press tool only in a forged state. The limited use [1] of martensitic class steels for the manufacture of a cast press tool is associated with the formation of casting cracks during the crystallization of castings under accelerated cooling. In addition, during the operation of hot deformation dies as a result of heating the engraving to a high temperature (900 ° C), polymorphic α↔γ transformations occur, which leads to structural phase hardening and a decrease in the resistance of a press tool made of martensitic steel.
Известен [2] опыт изготовления литых ковочных штампов для процесса твердожидкой штамповки бронз и латуней, штампы «Автофордж» на Литейном заводе ОАО «КАМАЗ» из стали 4Х3В2Ф2М2СХ.Known [2] is the experience of manufacturing cast forging dies for the process of solid-liquid stamping of bronze and brass, Avtoforzh dies at the KAMAZ Foundry of steel 4Kh3V2F2M2SKh.
Недостатком [2] является то, что штампы «Автофордж» (весом до 60 кг) получают путем литья в дорогостоящие цирконовые формы, изготовляемые по сложной технологии путем горячего отверждения с применением в качестве связки экологически вредных фенолформальдегидных смол. При этом медленное охлаждение при кристаллизации отливок приводит к образованию грубой литой структуры, что обусловливает пониженную работоспособность в сравнении с коваными штампами.The disadvantage [2] is that Avtoforge dies (weighing up to 60 kg) are obtained by casting in expensive zircon molds, manufactured using sophisticated technology by hot curing using environmentally harmful phenol-formaldehyde resins as a binder. In this case, slow cooling during crystallization of the castings leads to the formation of a coarse cast structure, which leads to reduced performance in comparison with forged dies.
Перспективным способом получения высокостойкой литой пресс-оснастки с мелкозернистой структурой и отсутствием возможности структурно-фазового наклепа за счет исключения α↔γ превращения является применение сталей аустенитно-карбидного или ферритокарбидного класса.A promising way to obtain a highly resistant cast press tool with a fine-grained structure and the absence of structural phase hardening due to the exclusion of α↔γ transformation is the use of austenitic carbide or ferritocarbide steels.
Известна [3] аустенитно-карбидная сталь сложного химического состава 20Х20Н18ТЗЮФМБР, мас. %: углерод - 0,17-0,23; хром - 14,1-18,2; никель - 17,0-19,0; титан - 2,0-3,0; бор - 0,002-0,02; ванадий - 0,9-1,5; молибден - 0,8-0,9; алюминий - 1,2-1,5; ниобий - 0,1-0,15; церий - 0,04-0,05; железо - остальное.Known [3] austenitic-carbide steel of complex chemical composition 20X20H18TZYUFMBR, wt. %: carbon - 0.17-0.23; chrome 14.1-18.2; nickel - 17.0-19.0; titanium - 2.0-3.0; boron - 0.002-0.02; vanadium - 0.9-1.5; molybdenum - 0.8-0.9; aluminum - 1.2-1.5; niobium - 0.1-0.15; cerium - 0.04-0.05; iron is the rest.
Недостатком [3] являются большие экономические затраты, дефицитность легирующих элементов и технологические производственные сложности.The disadvantage [3] are the large economic costs, the scarcity of alloying elements and technological production difficulties.
Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является экономно-легированная суспензионная литая дисперсионно-твердеющая ферритокарбидная штамповая сталь [4], сталь содержит, вес. %: углерод 0,27-0,32, титан 5,8-6,2, никель 0,5-0,9, карбид титана (TiC) 0,5-1,5, железо остальное, а также может содержать следов до 0,05% марганца, 0,15-0,17% кремния и ≈ 0,03% серы и фосфора. Карбид титана вводится в виде порошка с размером частиц до 10 мкм в ковш или в струю расплава в процессе заливки стали в охлаждаемую металлическую форму-кокиль. Титан вводится в предлагаемую сталь в количестве 4 мас. % для создания ферритной матрицы, которая образуется в системе Fe-Ti при указанном количестве Ti [5]. Порядка 1 мас. % идет на создание TiC, а 0,8 - с целью формирования фазы типа Ni3Ti.The closest to the essence of the claimed invention, the prototype is an economically alloyed suspension cast alloy precipitation hardening ferritocarbide die steel [4], the steel contains, weight. %: carbon 0.27-0.32, titanium 5.8-6.2, nickel 0.5-0.9, titanium carbide (TiC) 0.5-1.5, iron rest, and may also contain traces up to 0.05% manganese, 0.15-0.17% silicon and ≈ 0.03% sulfur and phosphorus. Titanium carbide is introduced in the form of a powder with a particle size of up to 10 μm into the ladle or into the melt stream during the pouring of steel into a cooled metal mold. Titanium is introduced into the proposed steel in an amount of 4 wt. % to create a ferrite matrix, which is formed in the Fe-Ti system at the specified amount of Ti [5]. About 1 wt. % goes to create TiC, and 0.8 - to form a phase type Ni 3 Ti.
Недостатком [4] является необходимость применения дорогостоящих порошковых карбидов TiC.The disadvantage [4] is the need to use expensive powder TiC carbides.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа получения литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали путем утилизации отработанных твердосплавных металлокерамических вставок режущего инструмента из сплавов типа: Т5К6, Т15К6, Т5К10, Т21К8, ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К9, ТТ20К9 и Т30К4, содержащих карбиды титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC).The objective of the invention is to develop a method for producing cast dispersion hardening ferritocarbide steel by utilizing spent carbide metal-ceramic inserts of cutting tools from alloys of the type: T5K6, T15K6, T5K10, T21K8, TT7K12, TT8K6, TT10K9, TT20K9 TiKa TKa and TK20K4 T30 tantalum (TaS), tungsten (WC).
Задачу достигают тем, что при данном способе заявляемая литая дисперсионно-твердеющая ферритокарбидная сталь может быть получена, например, следующим путем.The objective is achieved by the fact that with this method, the inventive cast dispersion hardening ferritocarbide steel can be obtained, for example, in the following way.
После расплавления стали 35Л в расплав вводятся ферротитан и ферроникель с обеспечением химического состава стали, содержащего, мас. %: углерод (С) 0,27-0,32; никель (Ni) 0,7-0,9 и титан (Ti) 5,8-6,2. Затем в расплав при температуре 1500-1520°С вводят отработанные твердосплавные металлокерамические вставки режущего инструмента из сплавов типа: Т5К6, Т15К6, Т5К10, Т21К8, ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К9, ТТ20К9, и Т30К4, содержащих карбиды титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC) с последующей выдержкой при данной температуре в течение 30 мин, обеспечивающей растворение входящей в твердосплавные вставки кобальтовой связки и равномерное распределение в расплаве карбидов. После чего осуществляют разливку полученного расплава в кокиль с последующим охлаждением с получением стальных отливок, при этом сталь отливок имеет следующий химический состав, мас. %:After the melting of 35L steel, ferrotitanium and ferronickel are introduced into the melt to ensure the chemical composition of the steel containing, by weight. %: carbon (C) 0.27-0.32; nickel (Ni) 0.7-0.9 and titanium (Ti) 5.8-6.2. Then, spent carbide ceramic-metal inserts of a cutting tool from alloys of the type: T5K6, T15K6, T5K10, T21K8, TT7K12, TT8K6, TT10K9, TT20K9, and T30K4 containing titanium carbides (TiC), tantalum are introduced into the melt at a temperature of 1500-1520 ° C. ), tungsten (WC), followed by exposure at this temperature for 30 minutes, providing dissolution of the cobalt binder entering the carbide inserts and uniform distribution of carbides in the melt. Then carry out the casting of the obtained melt into a chill mold, followed by cooling to obtain steel castings, while the steel castings has the following chemical composition, wt. %:
углерод (С) 0,27-0,32;carbon (C) 0.27-0.32;
титан (Ti) 5,8-6,2;titanium (Ti) 5.8-6.2;
никель (Ni) 0,7-0,9;nickel (Ni) 0.7-0.9;
кобальт (Со) 0,02;cobalt (Co) 0.02;
карбиды: титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC) 0,5-1,5%;carbides: titanium (TiC), tantalum (TaC), tungsten (WC) 0.5-1.5%;
железо (Fe) - остальное.iron (Fe) - the rest.
За счет ускоренного охлаждения отливок при заливке полученного расплава стали в кокиль образуется мелкозернистая структура с равномерным распределением карбидов в ферритной матрице без образования литейных трещин.Due to the accelerated cooling of castings when pouring the obtained steel melt into a chill mold, a fine-grained structure is formed with a uniform distribution of carbides in the ferrite matrix without the formation of casting cracks.
Наличие в сплаве Ni позволяет применять режимы дисперсионного твердения с образованием мелкодисперсных частиц типа Ni3Ti, обеспечивающих дополнительное повышение твердости и сопротивление абразивному износу пресс-оснастки.The presence of Ni in the alloy allows the use of dispersion hardening regimes with the formation of fine particles of the Ni 3 Ti type, which provide an additional increase in hardness and abrasion resistance of the press tool.
Предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружены средства, которым присущи признаки, идентичные (совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.The present invention satisfies the criteria of novelty, since when determining the level of technology no means were found that are inherent in signs identical (matching in the function performed by them and in the form of performing these signs) to all the signs listed in the claims, including the purpose of the application.
Заявляемый способ имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.The inventive method has an inventive step, because it has not been identified technical solutions having features that match the distinguishing features of this invention, and the popularity of the influence of distinctive features on the specified technical result is not established.
Заявленное техническое решение можно реализовать для производства литых штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки (штампы «Автофордж») сплавов на основе меди и др., при этом решается экологическая задача - утилизации твердосплавных металлокерамических вставок режущего инструмента. Это соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям.The claimed technical solution can be implemented for the production of hot-formed die casting dies, injection molds, forging dies for hard-fluid stamping (Avtoforge dies) of copper-based alloys, etc., while solving the environmental problem of disposing of carbide metal-ceramic cutting inserts tool. This meets the criterion of "industrial applicability" presented to the invention.
Использованные источникиUsed sources
1. Л.А. Позняк, Ю.М. Скрынченко, С.И. Тишаев - Штамповые стали. - М.: Металлургия, 1980 - 240 с.1. L.A. Poznyak, Yu.M. Skrynchenko, S.I. Tishaev - Stamped steels. - M.: Metallurgy, 1980 - 240 p.
2. АС №1108126 СССР, МКИ С22С 38/26. Штамповал сталь. Авторы: М.С. Колесников, Э.Н. Корниенко, Л.А. Алабин и др. Опубликовано 15.04.84. Бюл. №30.2. AC No. 1108126 of the USSR, MKI C22C 38/26. Stamped steel. Authors: M.S. Kolesnikov, E.N. Kornienko, L.A. Alabin et al. Posted on 04/15/84. Bull. No. 30.
3. АС №1724723 СССР, МКИ С22С 38/26. Штамповал сталь. Авторы: М.С. Колесников, Л.В. Трошина и др. Опубликовано 03.02.91. Бюл. №26.3. AC No. 1724723 of the USSR, MKI C22C 38/26. Stamped steel. Authors: M.S. Kolesnikov, L.V. Troshina et al. Posted on 02/03/91. Bull. No. 26.
4. Патент "Суспензионная литая дисперсионно-твердеющая сталь" №2487958 С2 МП К С22С 38/14, С22С 33/04. Авторы: И.О. Леушин, Э.В. Панфилов, М.С. Колесников, В.И. Астащенко, Р.А. Бикулов, С.В. Калистов, Н.В. Саламашкина. Заявка №2011109290/02 от 11.03.2011. Опубликовано 20.07.2013. Бюл. №20.4. Patent "Suspension cast dispersion hardening steel" No. 2487958 C2 MP K C22C 38/14, C22C 33/04. Authors: I.O. Leushin, E.V. Panfilov, M.S. Kolesnikov, V.I. Astashchenko, R.A. Bikulov, S.V. Kalistov, N.V. Salamashkina. Application No. 2011109290/02 of 03/11/2011. Published on July 20, 2013. Bull. No. 20.
5. Хансен М., Андерко К. Структура двойных сплавов. - М.: Металлургиздат, 1962 - 574 с.5. Hansen M., Anderko K. The structure of double alloys. - M.: Metallurgizdat, 1962 - 574 p.
Claims (2)
углерод (С) 0,27-0,32;
титан (Ti) 5,8-6,2;
никель (Ni) 0,7-0,9;
кобальт (Со) 0,02;
карбиды: титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC) 0,5-1,5%;
железо (Fe) - остальное.1. A method of producing a cast precipitation hardening ferritocarbide steel, comprising the melting of 35L steel, introducing ferrotitanium and ferronickel into the obtained melt, ensuring the chemical composition of the steel, containing, wt.%: Carbon (C) 0.27-0.32, nickel (Ni ) 0.7-0.9 and titanium (Ti) 5.8-6.2, then the spent carbide metal-ceramic inserts of a cutting tool from alloys containing titanium carbides (TiC) and tantalum are introduced into the melt at a temperature of 1500-1520 ° C ( TaS) and tungsten (WC), followed by exposure at a given temperature for 30 minutes, ensuring which dissolves the cobalt bond included in the carbide inserts and uniformly distributes the carbides in the melt, after which the melt is cast into a chill mold and then cooled to obtain steel castings, while the steel castings have the following chemical composition, wt.%:
carbon (C) 0.27-0.32;
titanium (Ti) 5.8-6.2;
nickel (Ni) 0.7-0.9;
cobalt (Co) 0.02;
carbides: titanium (TiC), tantalum (TaC), tungsten (WC) 0.5-1.5%;
iron (Fe) - the rest.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129838/02A RU2605017C1 (en) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Method of producing cast dispersion-hardening ferrite-carbide steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129838/02A RU2605017C1 (en) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Method of producing cast dispersion-hardening ferrite-carbide steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2605017C1 true RU2605017C1 (en) | 2016-12-20 |
Family
ID=58697389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015129838/02A RU2605017C1 (en) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Method of producing cast dispersion-hardening ferrite-carbide steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2605017C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114032464A (en) * | 2021-11-10 | 2022-02-11 | 泰尔重工股份有限公司 | High-performance shearing blade for wide and thick plates and manufacturing method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10130783A (en) * | 1996-10-28 | 1998-05-19 | Kawasaki Steel Corp | Non-heat treated high strength seamless steel tube |
RU2203344C2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-04-27 | Государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" | Casting steel |
JP2007289979A (en) * | 2006-04-23 | 2007-11-08 | Sanyo Special Steel Co Ltd | Method for producing cast slab or steel ingot made of titanium-added case hardening steel and the cast slab or steel ingot, and case hardening steel made of the cast slab or steel ingot |
RU2487958C2 (en) * | 2011-03-11 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) | Suspension cast dispersion-hardening ferrite-carbide die steel |
-
2015
- 2015-07-20 RU RU2015129838/02A patent/RU2605017C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10130783A (en) * | 1996-10-28 | 1998-05-19 | Kawasaki Steel Corp | Non-heat treated high strength seamless steel tube |
RU2203344C2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-04-27 | Государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" | Casting steel |
JP2007289979A (en) * | 2006-04-23 | 2007-11-08 | Sanyo Special Steel Co Ltd | Method for producing cast slab or steel ingot made of titanium-added case hardening steel and the cast slab or steel ingot, and case hardening steel made of the cast slab or steel ingot |
RU2487958C2 (en) * | 2011-03-11 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) | Suspension cast dispersion-hardening ferrite-carbide die steel |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114032464A (en) * | 2021-11-10 | 2022-02-11 | 泰尔重工股份有限公司 | High-performance shearing blade for wide and thick plates and manufacturing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108474085B (en) | Hot-working tool steel | |
CN106544592B (en) | obdurability hot die steel and its production method | |
JP2015209588A (en) | Steel for mold and mold | |
US10975460B2 (en) | Steel powder and mold using the same | |
JP2015224363A (en) | Steel for metallic mold and metallic mold | |
CN105964912A (en) | Crankshaft casting technology | |
CN105108098B (en) | The technique of centrifugal casting high-nitrogen austenitic stainless steel steel pipe under normal pressure | |
JP2015221933A (en) | Steel for metal mold and metal mold | |
JP2015232175A (en) | Method of manufacturing ferrous alloy article using powder metallurgy | |
CN104060155B (en) | A kind of HT250 foundry goods and production method thereof | |
CN103691887B (en) | The casting technique of the high manganese steel lining plate that a kind of as cast condition uses | |
CN103243236A (en) | High-toughness wear-resistant zinc alloy containing fine crystalline grains and preparation process for same | |
WO2011145194A1 (en) | Heat-resistant cast iron type metallic short fiber, and process for production thereof | |
CN103820701A (en) | Production technology for as-cast spheroidal graphite iron casting QT600-7 | |
RU2605017C1 (en) | Method of producing cast dispersion-hardening ferrite-carbide steel | |
CN104213044B (en) | One Albatra metal-die-casting die steel and preparation method thereof | |
CN104475683A (en) | Process method of lost-foam casting double-liquid compound crusher hammer | |
CN104911500B (en) | Manufacturing method of low-temperature wear-resistant carriage | |
CN102618778A (en) | Uncoated electric welding electrode for high-chromium cast iron repair welding | |
CN104060153B (en) | A kind of HT200 foundry goods and production method thereof | |
Razavinejad et al. | Effect of Titanium Addition on As Cast Structure and Macrosegregation of High‐Carbon High‐Chromium Steel | |
CN104060154A (en) | QT500 casting and production method thereof | |
CN103966499A (en) | Hydraulic part servo valve body material formula and preparation process thereof | |
CN106086614A (en) | A kind of thick and large casting and manufacture method thereof | |
RU2507026C2 (en) | Method of production of cast bimetallic moulds of ferrite steel-aluminium cast iron alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170721 |