SU1201057A1 - Способ изготовлени прутков из порошков быстрорежущих сталей - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТг КОБ ИЗ ПОРОШКОБ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ , включающий засыпку порошка в оболочку, ее герметизацию, подачу полученной заготовки в валки и по .следующую гор чую прокатку, о т л и чающийс  тем, что, с целью расщиреии  технологических возможностей способа, засыпку порошка осуществл ют в дво ковогнутую оболочку квадратного сечени , заготовку располагают в валках дво ковогнутыми гран ми в вертикальной плоскости, а гор чую деформацию ведут на квадрат с кантовкой на 90 в два прохода, причем первый проход осуществл ют на вьтуклых валках, а второй - на гладких с обжати ми на каждом проходе , необходимыми дл  выпр млени  боковых граней, после чего прокатку до заданного размера ведут в калибрах . 2.Способ по п. 1,отличаю щ и и с   тем, что величину вогнутости боковых граней оболочки с(о a/d, где а - наименьша  ширина сечени ; о - диагональ сечени ) выбирают в пределах 0,54-0,58. 3.Способ по п. 1,отлича- ю щ и и с   тем, что обжати  на каж дом проходе определ ют из соотношени  Hj..r:..Hz , „ о 1 kL (Л IT IVJ- где k 1 - 1,7

Description

Изобретение относитс  к порошково металлургии, в частности к производству прутков из порошков быстрорежу щих сталей. Целью изобретени   вл етс  рас- лшрение технологических возможностей способа. Дл  осуществлени  изобретени  дво ковогнутзто оболочку, засыпанную порошком и герметизированную (заго товку ), задают в валки так, чтобы ее вогнутые грани располагались в вертикальной плоскости ( вл лись бо-

ковьми, и прокатывают на квадрат с кантовкой на 90 в два прохода, первый из которых провод т на вЫ пуклых, а второй на гладких валках , с единичньши обжати ми, необ ходимыми дл  выпр млени  боковых стенок, после чего прокатку ведут до заданного размера в калибрах.

Использование дво ковогнутой квадратной пороппсовой заготовки, расположение ее так, чтобы вогну- тые грани  вл лись боковыми, и вы бор обжатий из услови  выпр млени  стенок позвол ет избежать в процес се компактировани  прокаткой об- разовани  выпуклых внеконтактных областей, привод щих к возникновению раст гивающих напр жений и неизбежному разрыхлению и разрушению металла на стадии консолидации порошка . Одновременно наличие пр мых боковых стенок упрощает вопросы удержани  заготовки после кантовки

Применение в первом проходе выпуклых валков приводит к образованию вогнутых контактных поверхностей заготовки. Последующа  кантовка заготовки условии выпр млени  стенок во втором проходе устран ет наличие внеконтактныхзон деформации , решает вопросы удержани  заготовки на рольганге и обеспечивает прорабатываемость порошка в дву направлени х сечени .

Во втором проходе примен ютс  гладкие валики дл  получени  квадратного сечени  прокатанной заготоки , что необходимо дл  успешного проведени  последующей прокатки в калибрах.

Указанные меропри ти  позвол ют осуществить прокатку порошковой заготовки без бокового подпора (на гладкой бочке или в  щичных калибрах ), расширить технологические во

Размер стороны исходной заготовки (Н) выбирают по катающему диаметру валков (D) из соотношени 

., D (1 - с)

Н . fc ----,.--,.--,„„, , ,

1,28 l-0,7(l-cV2) Указанные соотношени  определ ютс  условием ограничени  деформации стадией выпр млени  стенок, экспериментально установленными дл  порошковых заготовок с неспеченным порошком

особенностей уширени (4В - &Е,

Тр

где дБ

абсолютное уширение, uHj, - абсолютное обжатие, подсчитанное методом соответственной полосы) и проработки по высоте сечени  (/Н

0 0,8, где - длина дуги контакта, а также реально приемлемыми значени - ми углов захвата заготовок и их абсолютными размерами.

При с 0,54 максимально допусти-

5 мый размер стороны исходного сечени  заготовки и св занные с ним значени  абсолютной деформации (дН) и угла захвата (ot) станов тс  столь велики ( об 26° ), что затрудн етс 

0 задача полосы в валки.

При С 0,58 величина деформации, необходима  дл  выпр млени  боковых стенок, становитс  незначительной и компактирование порошковой массы в

5 первых проходах не происходит.

Выражение дл  подсчета размера стороны сечени  в зависимости от величины вогнутости (с) и катак цего диаметра (D) дает возможность найти

0 максимальный размер сечени  порога ковой заготовки. В случае необходи- ости размер стороны может быть умень;лен до 100 мм, после чего становитс  предпочтительной прокатка в вы-

5 т жных калибрах.

Вогнутость контактных поверхностей заготовки после первого прохода в зависимости от вогнутости боковых 7 можности, способа за счет увеличени  исходньк и прокатанных сечений порошковых заготовок и полуфабрикатов . Дополнительные ограничительные параметры способа конкретизируют услови  деформировани  порошковой заготовки. Величину вогнутости боковых граней исходной заготовки С а/d (а наименьша  ширина сечени , О - его диагональ) выбирают в пределах 0,54-0,58.

стенок исходной заготовки определ ют из соотношени 

f 2,9 Н, (,01kL2)/L, где k 1-1,7 (1- c-J);

L 3,4 + ,6 + 26,9/k, a максимальную высоту боковой грани после первого прохода (Hg) из соотношени 

П 0,1 H,kL,

Величину вогнутости контактных поверхностей и максимальный размер высоты боковых граней заготовки после первого прохода определ ют на основании услови  выпр млени  боковых граней при прокатке на гладкой бочке во втором проходе, необходимости формировани  квадратного сечени  с пр мыми гран ми в результате двух проходов, а также наличи  экспериментально установленной зависимости между обжатием и упщрением порошковых заготовок после небольшой предварительной деформации в виде 1,7 ЛВ ЛНср..

В совокупности указанные дополнительные меропри ти  позвол ют при известном диаметре валков, выбрав величину вогнутости боковых граней заготовки, определить технологические параметры деформации, обеспечив эффективное компактирование порошкового материала в  щичных калибрах и обжимных валках блюмингов. Одновременно в результате обжати  в двух проходах эффективно уменьшаетс  сечение заготовки, т.е. возможна ee последующа  прокатка в калибрах.

Пример 1. Засыпанную распиленным порошком стали 10Р6М5 и герметизированную квадратную дво ковогнутую заготовку с размером стороны Н 230 мм нагревают до и прокатьшают в валках Д) 950 мм на квадрат в два прохода, причем первый проход провод т на вьшуклой, а второй - на гладкой бочке. В первом проходе заготовку располагают так, чтобы вогнутые стенки  вл лись боковыми, а перед вторым проходом производ т кантовку на 90. Величину обжати  в обоих проходах выбирают из услови  выпр млени  боковых граней. Наименьша  ширина заготовки в первом проходе и 180 мм, коэффициент вогнутости боковых Стенок С a/J 0,55; стрела прогиба контактных поверхностей заготовки 18,0 мм.

Параметры деформации заготовки приведены в табл. 1

Полученную таким образом заго (1 154

мм докатывают на раз-

товку

мер j 70 мм на стане 550 сначала в  щичных, а затем - в .выт жных калибрах . На образцах, вырезанных из прутков 0 70 мм, определ ют свойства материала. Установлено полное соответствие свойств требовани м нормативно-технической документ ции (табл. 2).

По способу-прототипу прокатку заготовки р 230 мм провести нельз , так как не существует калиброг вок, позвол ющих вести прокатку таких сечений в калибрах с единичными выт жками 1,4-1,8 в первых четы- рех - шести проходах. Анализ существующих калибровок показывает, что максимальный размер сечени , который может быть прокатан по способупрототипу , составл ет 75-80 мм. Б соответствии со способом-прототипом засыпанную распыленным порошком стали 10Р6М5 и герметизированную заготовку р( 75 мм прокатъгаают на стане 300 на 17 мм (единичные выт жки 1,4-1,8 в первых четырех шести проходах, суммарна  выт жка 25|. Полученные в итоге свойства материала не превосход т свойств материала, полученного по предлага- емому способу /табл. 2.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет проводить первоначальное обжатие заготовок с неспеченным порошком путем их прокатки на гладкой бочке с последующей деформацией известными способами, т.е. возможно увеличение деформируемого и-конечного сечений, упрощаетс  вопрос выбора оптимального маршрута при рокатке в калибрах, по вл етс  возможность прокатки в  щичных калиб:рах .

Пример 2. На стане с диаметром валков О 950 мм провод т прокатку дво ковогнутых квадратных заготовок с вогнутостью боковых граней с в пределах 0,52-0,59. Размер стороны исходной заготовки (Н,) определ ют из услови  выпр млени  боковых стенок в каждом из проходов проработки всего сечени  заготовки по высоте ( Е/Н 0,8) с учетом экспериментально установленных за-

кономерностей уширени  порошковьпс заготовок на разных этапах компактировани .

Выведенные соотношени  имеют вид

Н. D(l- )/1,28Г(1-0,7х

(1 -е )Р,

f -2,9 Hj (1-0,0 kL)/L. С помощью представленных соот- ношений в зависимости от прин тых величин вогнутости с оЧтредел ют размеры деформируемых заготовок (Н, q ) и стрелу прогиба контакт ных поверхностей заготовки после первого прохода (табл. 3).

Капсулы указанных размеров засьтают порошком стали марки 10Р6М5 герметизируют, нагревают до 1150 С и прокатьшают в два прохода, первый из которых осуществл ют на выпуклых валках, а второй (после кантовки на 90°) - на гладких. Прокатку в обоих проходах ведут до выпр млени  граней. Полученные квадратные заготовки прокатывают дальше на размер rf 70 мм в калибрах стана 550.

В результате проведенной прокатки установлено, что при размере стороны исходного квадрата 280 мм максимальное обжатие в первом проходе , при котором заготовка еще задаетс  в валки, не приводит к выпр млению боковых граней, а обжатие , необходимое дл  выпр млени 

010576

граней, не достигаетс  из-за слишком большого угла захвата (ct 27,4°). Кроме того, максимальные высоты сторон заготовок, прокатанных в первом проходе до вьтр млени  граней (Н ), хорошо совпадают с рассчитан- ньми. При последующей прокатке в  щичных и выт жных калибрах стана 550 заготовка С 0,59 разрушаетс  10 из-за недостаточной компактности порошковой составл ющей вследствие низ . ких обжатий, в двух первых проходах (табл. 4 ).

15 Заготовки с вогнутостью 0,54 Ci 0,58 после прокатки в два прохода по предлагаемому способу успешно прокатываютс  в калибрах стана 550 на пруток 70 мм. Проверка показывает , что полученные прутки по совокупности свойств не уступают свойствам прутков, полученных методом гор чего газостатического прессовани  с последующей ковкой.

Таким образом, в предлагаемом способе по сравнению со способомпрототипом расширены технологические возможности - возможна прокатка прутков диаметром до 70 мм, что не-

30 возможно по известному способу. Увеличение размеров деформируемого и конечного сечений прокатываемых изделий и возможность дальнейшей прокатки в калибрах также расшир ет технологические возможности описываемого способа.

Таблица 1

8

1201057 Продолжение табл.1

Средн   высота сечени , Н,

мм

(йН/Н)ср

;Угол захвата, о(. град

Свойство

Предлагаемый (70 мм)

Твердость после термобработки , HRC

Красностойкость, KRC

Глубина обезуглероживани , мм

Окисные пленки, балл Микропоры, балл Кислород., мас.%

Ударна  в зкость, МДж/м

Прочность при изгибе МПа

Карбидна  неоднородность , балл

Силикаты хрупки, балл Сульфиды, балл

Силикаты пластичные, балл

Прочность при сжатии МПа

216,5

154 29,0

23,1

Таблица 5

Способ изготовлени 

Норма

63 58

В зависимости от диаметра 0,7-1,2 мм 2

Факультативно

Факультативно

Факультативно

Claims (4)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТт КОВ ИЗ ПОРОШКОВ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ, включающий засыпку порошка в оболочку, ее герметизацию, подачу полученной заготовки в валки и последующую горячую прокатку, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа, засыпку порошка осуществляют в двояковогнутую оболочку квадратного сечения, заготовку располагают в валках двояковогнутыми гранями в вертикальной плоскости, а горячую деформацию ведут на квадрат с кантовкой на 90 в два прохода, причем первый проход осуществляют на выпуклых валках, а второй - на гладких с обжатиями на каждом проходе, необходимыми для выпрямления боковых граней, после чего прокатку до заданного размера ведут в калиб рах.

2. Способ поп. ^отлича- ющийся тем, что величину вогнутости боковых граней оболочки *

С(о = a/d, где а - наименьшая ширина сечения; d - диагональ сечения) выбирают в пределах 0,54-0,58.

3. Способ поп. 1,отлича— ю щ и й с я тем, что обжатия на каждом проходе определяют из соотноше ния где

Н, — размер стороны исходной заготовки;

H_g — размер стороны заготовки после первого прохода.

4. Способ поп. ^отличающийся тем, что размер стороны исходной заготовки Н₍ выбирают по катающему диаметру валков Л из соот ношения _ Р ,(! С.У? )

1,28 [1-0,7 (1- c.J7)y >