SU885326A1

SU885326A1 - Tool steel

Info

Publication number: SU885326A1
Application number: SU792741619A
Authority: SU
Inventors: Евгений Александрович Смольников; Татьяна Александровна Волосова
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт
Priority date: 1979-03-23
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1981-11-30

Description

(St) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ Изобретение относитс к металлургии , в частности к износостойким материалам, и может быть использован дл изготовлени высокопроизводитель ного дереворежущего инструмента, работающего с высокими скорост ми реза ни и большими подачами. Известна сталь РбМ5, наиболее широко примен ема дл изготовлени т жело нагруженного дереворежущего инструмента l . Однако применение стали РбМ5 Дл дереворежущего инструмента экономически не оправдано вследствие высоко стоимости и дефицитности вход щих в ее состав легирующих элементов, особенно вольфрама. Кроме того, услови работы дереворежущего инструмента ре ко отличаютс от условий эксплуатации металлообрабатывающего инструмен та, дл которого и разработаны быстр режущие стали. Так,. дереворежущий инструмент работает при высоких скорост х вращени (до 6000 об/мин) и С большими подачами (до 100 м/мин). Прерывистый характер резани приводит к возникновению значительных динамических нагрузок и вибраций. Поэтому дл дереворежущего инструмента первостепенное значение имеют такие механические характеристики, как прочность и ударна в зкость. Но вместе с тем по сравнению с быстрорежущими стал ми допускаетс более низка вторична твердость (HRC 5б-60) и более низка теплостойкость (после нагрева при 620°С в течение 4 ч должна сохран тьс твердость не менее 5 HRC). Наиболее близкой к предлагаемой вл етс инструментальна сталь 2, содержаща вес.%: Углерод0,7-1 , Молибден3,5-7 Хром3-5,5 ВанадийО ,9-3 Кальций0,005-0,1 КремнийДо 0,5 ЖелезоОстальное(St) TOOL STEEL The invention relates to metallurgy, in particular to wear-resistant materials, and can be used for the manufacture of high-performance wood-cutting tools operating at high cutting speeds and high feed rates. Known steel RbM5, the most widely used for the manufacture of yellow loaded wood cutting tools l. However, the use of steel RbM5 for wood cutting tools is not economically justified due to the high cost and scarcity of the alloying elements included in its composition, especially tungsten. In addition, the working conditions of wood cutting tools are different from the operating conditions of the metalworking tool for which fast cutting steels are designed. So,. Wood cutting tools work at high rotational speeds (up to 6000 rpm) and With large feeds (up to 100 m / min). The intermittent nature of cutting leads to significant dynamic loads and vibrations. Therefore, mechanical properties such as strength and toughness are of paramount importance for wood-cutting tools. But at the same time, compared with fast-cutting steels, lower secondary hardness (HRC 5b-60) and lower heat resistance are allowed (after heating at 620 ° C for 4 hours, a hardness of at least 5 HRC must be maintained). Closest to the offer is instrumental steel 2, containing wt.%: Carbon 0.7-1, Molybdenum3.5-7 Chrome3-5.5 VanadiumO, 9-3 Calcium0.005-0.1 Silicon Up to 0.5 Iron Else

Недостатком стали вл ютс низка шлифуемость и стойкость инструмента в специфических услови х эксплуатации при высоких скорост х резани и больших подачах.The disadvantage of steel is the low grindability and tool life under specific operating conditions at high cutting speeds and high feeds.

Цель изобретени - повышение шлифуемости и стойкости инструмента.The purpose of the invention is to increase the grindability and tool life.

Поставленна цель достигаетс тем, что инструментальна сталь, содержаща железо, углерод, хром, молибден, iо The goal is achieved by the fact that tool steel containing iron, carbon, chromium, molybdenum, i

ванадий, кремний, дополнительно содержит церий при следующем cootнoшeнии компонентов, вес.%:Vanadium, silicon, additionally contains cerium at the following ratio of components, wt.%:

Углерод0,5-0,9Carbon 0.5-0.9

Хром3,8-5,5Chrome 3.8-5.5

Молибден2,5-3,0Molybdenum2,5-3,0

Ванадий1 ,8-3,3Vanadium1, 8-3.3

Кремний0,8-1,2Silicon0.8-1.2

Церий0,08-0,15Cerium 0.08-0.15

ЖелезоОстальноеIronErest

Отношение содержани углерода к содержанию ванади составл ет 0,25-0,3.The ratio of carbon to vanadium is 0.25-0.3.

Кремний, раствор сь в твердом растворе и в карбидной фазе, повышает вторичную твердость стали, измельчает карбидную фазу, увеличивает прочность стали. Наличие цери в составе стали повышает ее в зкость и прочность, так как, раствор сь по границам зерен , церий преп тствует выделению там карбидов, охрупчивающих сталь.Silicon, dissolved in solid solution and in the carbide phase, increases the secondary hardness of steel, grinds the carbide phase, increases the strength of steel. The presence of cerium in the composition of the steel increases its viscosity and strength, since, when dissolved along the grain boundaries, cerium prevents the release of carbides there that embrittle the steel.

Слитки предлагаемой стали выплавл ли в открытой индукционной печи.The ingots of the proposed steel were smelted in an open induction furnace.

Установлено, что технологи проведени ковки и отжига не отличаетс от технологии дл быстрорежущих сталей. Все 1 плавок подвергнуты исследованию . В результате изучени физикомеханических свойств опытных плавок определено оптимальное сочетание легирующих элементов.It has been found that the forging and annealing techniques do not differ from the technology for high-speed steels. All 1 heats subjected to research. As a result of studying the physicomechanical properties of the experimental heats, the optimal combination of alloying elements was determined.

Из сталей, приведенных в табл.1, изготовл ют сменные ножи дл сборных фрез, размером мм. Параметры фрез: О (диаметр) 180 мм; .В (ширина) 60 MM,Z (число ножей) Ц,The steels listed in Table 1 produce replaceable knives for modular milling cutters, mm in size. Parameters of mills: About (diameter) 180 mm; .B (width) 60 MM, Z (number of knives) C,

Режимы работы инструмента: Скорость резани V, мм/мин iTool operation modes: Cutting speed V, mm / min i

Скорость подачи материала и, м/мин 20 Глубина снимаемого припуска h, мм kThe feed rate of the material and, m / min 20 Depth of the removed allowance h, mm k

Средний период стойкости резцов L определ етс как количество погонных метров древесины, обработанное инструментом до переточки, интенсивность выкрашивани N - как количество обломанных зубьев на каждых 100 погонных метрах древесины, интенсивность износа р - как отношение приращени величины радиуса затуплени на каждыхThe average durability period of the cutters L is defined as the number of meters of wood processed by the tool before regrinding, the intensity of chipping N — as the number of broken teeth for every 100 meters of wood, the wear rate p — as the ratio of the bluntness radius for each

Из технологических свойств определ етс шлифуемость сталей, котора оцениваетс как отношение объема сошлифованного металла к объему изношенного абразива (q).The grindability of the steels is determined from the technological properties, which is estimated as the ratio of the volume of the ground metal to the volume of worn-out abrasive (q).

Результаты испытани представлены в табл. 2.The test results are presented in table. 2

Из данных таблицы видно , что,шлифуемость предлагаемой стали в 1 ,( и 1,3 раза лучше, чем у стали РбМ5 и известной соответственно. Средний период стойкости резцов L предлагаемой стали в 1 ,6 раза выше, чем у стали РбМ5 и в 1,9 раза выше, чем у, известной, интенсивность износа в 1,5 раза меньше,чем у стали РбМ5 , и в два раза меньше, чем у известной и интенсивность выкрашивани N более чем в два раза (в 2,3 раза) меньше чему стали РбМ5 и в 2,8 раза меньше, чем у известной.The table shows that the grindability of the proposed steel is 1, (and 1.3 times better than that of steel RbM5 and known, respectively. The average durability period of the cutters L of the proposed steel is 1, 6 times higher than that of steel RbM5 and 1 , 9 times higher than that of the known, the wear rate is 1.5 times less than that of the steel RbM5, and two times less than that of the known and the intensity of chipping N more than twice (2.3 times) less what steel RbM5 and 2.8 times less than that of the known.

Особенностью предлагаемой стали вл етс то, что после закалки в ней сохран етс небольшое количество остаточного аустенита (10-19) и дл его полного разложени достаточно провести (1-2)-кратный отпуск вместо (2-3) кратного дл стали РбМ5.A feature of the proposed steel is that after quenching, a small amount of residual austenite (10-19) is retained in it and for its complete decomposition it is sufficient to carry out (1-2) -t tempering instead of (2-3) times for RbM5 steel.

Сталь характеризуетс высокой гор чей пластичностью вследствие того, что в литом состо нии она имеет мелкозернистое строение с тонкой и местами разорванной карбидной сеткой, котора легко разрушаетс при ковке, прокатке и других видах гор чей механической обработки.Steel is characterized by high hot ductility due to the fact that in the cast state it has a fine-grained structure with a thin and torn carbide mesh that is easily destroyed during forging, rolling and other types of hot machining.

В отожженном состо нии сталь имеет твердость, равную 200-220 НВ и хорошо обрабатываетс резанием. 100 погонных метрах древесины.In the annealed condition, the steel has a hardness of 200-220 HB and is well machined by cutting. 100 meters of wood.

VOVO

LTN LTN

in LAin LA

0303

гГ I LAyy i la

II

vOvO

LALA

О СМAbout SM

оabout

ОABOUT

оabout

-3- 1-3- 1

-a- I-a- I

- - I- - I

о соabout with

о оoh oh

СЭSE

CMCM

-а-3Г1-a-3G1

СЭSE

смcm

мэ IMay I

vOvO

vDvD

II

enen

с vOwith vO

vOvO

LTlLtl

3 3

СЭSE

ОABOUT

ОО -OO -

ОО LA Сч|GS LA |

--ч- h

LA смLA see

0404

I II I

II

о -about -

СЭ -SE -

- -

чО -cho -

) )

LALA

trtr

чОcho

II

I I

СЭSE

-СМ --см-CM - cm

MM

О ОOh oh

СЭ СЭ СЭ СЗ LA (Г LA ГSE SE SE NW LA (G LA G

-3- со-3- co

LA О LALA Oh LA

LALA

ЧH

ОABOUT

ГАHA

«"

ГА LAGA LA

СМCM

чh

ГАHA

UAUA

irvirv

чh

-3UA CM-3UA CM

J J

Claims

SP SE t Р6М50,88 0,35 5,2 k, 3 1,9 5,9 Known 0, 85 0,35 3,5 3,8 3,0 Proposal 0, 85 0,8 3,0 3,8 3 , 0 - 0.15 em. Formula of invention 1. Tool steel containing iron, carbon, chromium, molybdum, vanadium, silicon, characterized in that, in order to improve grinding and tool durability, it additionally contains cerium in Ponentov, wt.%: 0.5-0.9 Carbon 3.8-5.5 Chromium 2.5-3.0 Molybdenum

Table

3.4 1.00 5.5 1.08 2, 2 1.41 - 850 0.25 0.1 715 0.33 - 1360 0.11 Vanadium 1.8-3.3 Silicon0.8-1.2 Cerium0 , 08-0.15 Iron Else 2. Steel according to claim 1, characterized in that the ratio of carbon to vanadium is 0.25-0.3. Sources of information taken into account in the examination 1. Steel R6M5. GOST 19265-73.

2. USSR author's certificate for application number 2738963, cl. C 22 C 38/24, 21.03.79.