SU1715883A1

SU1715883A1 - Способ цементации изделий из низкоуглеродистых быстрорежущих сталей

Info

Publication number: SU1715883A1
Application number: SU894769398A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Мовчан; Анатолий Леонидович Степанов; Людмила Григорьевна Педан; Валерий Иванович Иваница; Анатолий Степанович Ковзель
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1992-02-28

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, а именно к химико-термической обработке быстрорежущей стали, и может быть использовано в машиностроительной и инструментальной промышленности. Целью изобретени вл етс повышение эксплуатационной стойкости изделий из низкоуглеродистых быстрорежущих сталей за счет образовани волокнистого аустенитнр-кар- бидного композита. Способ включает диффузионное насыщение в газовой смеси, состо щей из эндогаза и 0.5-5,0% метана при температуре, определ емой по формуле (С1+1,5С2Ж840-8600С), где Ci - содержание вольфрама стали, мас.%; Сг - содержание молибдена в стали, мас.%. Это позвол ет повысить эксплуатационную стойкость инструмента в несколько раз. 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс к химико-термической обработке быстрорежущих сталей и может быть использовано при производстве металл орежущего инструмента и других изделий в машиностроительной и инструментальной промышленности.

Известен способ цементации быстрорежущих сталей в газовом карбюризаторе при 1150°С. При обработке по данному способу износостойкость изделий существенно, не повышаетс в св зи с наличием в стали карбидной неоднородности, не устран емой цементацией.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ цементации низкоуглеродиетой быстрорежущей стали при термоциклирова- нии в интервале температур 1100-1200°С в газовой смеси эндогаза и метана при одновременном изменению содержани метана в смеси от 0,5 до 5,0%; При цементации по указанному способу в диффузионном слое

формируютс мелкодисперсные карбиды, объемна .дол которых непрерывно уменьшаетс от поверхности сло к фронту перекристаллизации . . Вследствие этого твердость науглероженного сло уменьшаетс от 63-74 HRC вблизи поверхности до 45-50 HRC у фронта перекристаллизации, Такое распределение твердости по диффузионному слою при эксплуатации изделий приводит к прогрессирующему износу.

Целью изобретени вл етс повышение эксплуатационной стойкости изделий.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу, включающему диффузионное насыщение в газовой смеси, состо щей из эндогаза и 0,5-5,0% метана при температуре выше Асэ, насыщение провод т при температуре, определ емой по формуле

(Ci+1,5С2)+(840-860°С), где Ci - содержание вольфрама в стали. мас.%;

(/)

G

сл

00

со со

Са - содержание молибдена в стали, мас.%.

На фиг. 1 и 2 приведены графики, по сн ющие способ.

Предлагаема зависимость дает возможность взамен глобул рных карбидных выделений, традиционно известных дл быстрорежущих сталей, получать втвердом состо нии при цементации волокнистые или иначе называемые пластиночно-стержне- вые специальные карбиды в аустенитной матрице (композит). Формирование аусте- нитно-карбидных композиционных структур (колоний) возможно в строго определенных температурно-концентраци- онных услови х. Необходимость соблюдени соотношени этих двух параметров установлена на основании исследовани и анализа структур, получаемых при цементации низкоуглеродистых быстрорежущих сталей, таких как 02Р6М5, 02РЗМ2Ф2, Q2P9. Эти стали по содержанию легирующих элементов соответствуют стандартным быстрорежущим стал м, но содержат в исходном состо нии до 0,2% углерода.

Прим ер . Заготовки машинных метчиков Ml2 из низкоуглеродистой стали 02Р6М5 подвергали цементации в кип щем слое при различных температурах и количестве добавочного метана 0,4; 0,5; 2,5; 5 и 5.5%,

Диапазон температуры цементации стали 02Р6М5, рассчитанный по представленной формуле, обеспечивающий получение аустенитно-карбидных колоний, составил (6,45+1.5 - 5) + (840-860Н217-1237°С.

Поэтому дл получени сравнительных данных цементацию осуществл ли при температурах 1200, 1217, 1225, 1237 и 1250°С. Регулирование температуры осуществл ли

с помощью высокоточного регул тора температуры ВРТ-3. Продолжительность цементации во всех случа х составл ла 4 ч. Закалку заготовок осуществл ли в масло с цементационного нагрева, после которой

проводили трехкратный отпуск при 560°С. Результаты испытаний, механические свойства и металлографический анализ метчиков М12 из стали 02Р6М5-приведен в таблице, из которой видно, что в интервале

температур, рассчитанных по представленной эмпирической зависимости, формируютс аустенитно-карбидные колонии, которые обеспечивают максимальные эксплуатационные свойства изделий.

Claims

Формула из обретени Способ цементации изделий из низко- углеродистых быстрорежущих сталей, включающий диффузионное насыщение в

газовой смеси, состо щей из эндогаза и 0.5- 5,0% метана при температуре выше Асз. о т л имеющийс тем, что, с целью повышени эксплуатационной стойкости за счет образовани волокнистого аустенитно-карбидного композита, насыщение провод т при температуре, определ емой по формуле

(С1-М,5С2) + (840 - 860°С), где Ci - содержание вольфрама в стали,

мас.%;

Са - содержание молибдена в стали. мас.%.

,41200

1217 1225 1237 1250

,5 . 1200 1217 1225 1237

1250

,5 1200

. 12t7

1225

1237

1250

,0 1200 1217 1225 1237 1250

,51 1200

1217 1225 1237 1250 .

работка по извест- Карбидна фаза глобул рной формы му способу (протип )

При всех температурах диффузионный слой состоит из аустенита

Карбидна фаза глобул рной формы Аустенитно-ка рбидные колонии Аустенитно-карбиднве колонии Аустенитно-карбидные колонии Аустенитно-карбидные колонии с пол ми аустенита

Карбидна фаза глобул рной формы Аустенитно-карбидные колонии Аустенитно-карбидные колонии Аустенитно-кзрбйдные колонии Аустенитно-карбидные колонии с пол ми аустенитэ

Карбидна фаза глобул рной формы Аустенитно-карбидные колонии Аустенитно-кзрбйдные колонии Аустенитно-карбидные колонии Аустенитно-карбидные колонии с пол ми аустенита .

Оплавление поверхности заготовок метчиков

Измерени не производили

Испытани не производили

15-20

2-3

1-3

2-3

8-12

17-19

2-4

3-5

3-4

8-11

17-18

2-3

i-4

2-5

8-15

9,6

110,2

115,0

111,4

27,4

40,1 114,2 120,8 125,6

зо,о

36,4

130,6

110,9 116,2

39,1

Измерени и испытани не производили

66,0

6-11

24,6

Нагрев до 1125°С и выдержка в атмосфере с содержанием метана 3-3,5%, повышение температуры до 1175е и выдержка а атмосфере с содержанием метана 0,5%, снижение температуры до 1125°и выдержка в атмосфере -с содержанием метана 3-3,5% ft цикла). Продолжительность 6 и. Закалка 1220, трех-1 кратный отпуск при 5Ј0С.

Фиг.1

sw15

Вольфрамовый эк$и$алент мас.%