UA112934C2 - METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL - Google Patents

METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL Download PDF

Info

Publication number
UA112934C2
UA112934C2 UAA201506086A UAA201506086A UA112934C2 UA 112934 C2 UA112934 C2 UA 112934C2 UA A201506086 A UAA201506086 A UA A201506086A UA A201506086 A UAA201506086 A UA A201506086A UA 112934 C2 UA112934 C2 UA 112934C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
carbon
steel
sintering
speed steel
carbon content
Prior art date
Application number
UAA201506086A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Юрій Сергійович Пройдак
Анатолій Павлович Бачурін
Олександр Володимирович Мовчан
Світлана Іванівна Губенко
Катерина Олександрівна Чорноіваненко
Original Assignee
Національна Металургійна Академія України
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Національна Металургійна Академія України filed Critical Національна Металургійна Академія України
Priority to UAA201506086A priority Critical patent/UA112934C2/en
Publication of UA112934C2 publication Critical patent/UA112934C2/en

Links

Abstract

Винахід належить до порошкової металургії. Спосіб виробництва порошкової швидкорізальної сталі включає пресування заготовок та наступне спікання у вакуумі при температурі вище температури солідуса, причому як вихідний матеріал для спікання використовують суміш порошків двох складів: низьковуглецеву швидкорізальну сталь із вмістом вуглецю не більше 0,1 мас. %, та високовуглецевий сплав з концентрацією легуючих елементів, аналогічною стандартній швидкорізальній сталі із вмістом вуглецю, який відповідає евтектичній концентрації, в співвідношенні, що забезпечує одержання кінцевого вмісту вуглецю в сталі на рівні стандартного для вибраної марки сталі, забезпечуючи одержання 25-35 об. % рідкої фази під час спікання при температурі плавлення високовуглецевої складової. Винахід дозволяє одержати високоефективний порошковий металорізальний інструмент з рівномірним розподілом карбідних включеньThe invention relates to powder metallurgy. A method of manufacturing powder high-speed steel includes pressing the billets and subsequent sintering at a temperature above solidus temperature, using a mixture of powders of two compositions as the starting material for sintering: low-carbon high-speed steel with a carbon content of not more than 0.1 wt. %, and high-carbon alloy with a concentration of alloying elements, similar to the standard high-speed steel with a carbon content corresponding to the eutectic concentration, in a ratio that provides the final carbon content of steel at the level of standard for the selected grade of steel, providing 25-35 vol. % of the liquid phase during sintering at the melting temperature of the high carbon component. EFFECT: invention enables to obtain high-performance powder metal cutting tool with uniform distribution of carbide inclusions.

Description

Винахід належить до порошкової металургії, а більш конкретно до технології виробництва спеченого металообробного інструменту зі швидкорізальної сталі.The invention belongs to powder metallurgy, and more specifically to the technology of production of sintered metalworking tools from high-speed steel.

Відомий спосіб отримання виробів зі швидкорізальних сталей, який включає завантаження порошку в капсулу, холодне вакуумування капсули з порошком, її герметизування, нагрів з витримкою при температурі 1050-1150 "С та деформування (Авт. св. СРСР Мо 884859, МПК В 22There is a known method of producing products from high-speed steels, which includes loading the powder into the capsule, cold vacuuming of the capsule with the powder, sealing it, heating with exposure at a temperature of 1050-1150 "С and deformation (Authority of the USSR Mo 884859, IPC B 22

Е 33/20, опубл. 1981). Проте інструмент, отриманий зі застосуванням даного способу, має нерівноважну кінцеву структуру через внутрішні напруги після операції деформування.E 33/20, publ. 1981). However, the tool obtained using this method has an unbalanced final structure due to internal stresses after the deformation operation.

Найбільш близьким способом того ж призначення до заявленого є спосіб виробництва виробів з порошків швидкорізальних сталей, який включає пресування заготовок та наступне спікання в вакуумі при температурі вище температури солідуса, що забезпечує утворення 4-9 об. 95 рідкої фази в процесі спікання (Авт. св. СРСР Мо 1537706, МПК С 22 С 33/02,О822 Е З/10, опубл. 1990). Недоліком даного способу є висока собівартість інструменту за рахунок значних енергетичних витрат.The closest method of the same purpose to the stated one is the method of producing products from high-speed steel powders, which includes pressing of blanks and subsequent sintering in a vacuum at a temperature above the solidus temperature, which ensures the formation of 4-9 vol. 95 of the liquid phase in the sintering process (Aust. of the USSR Mo 1537706, IPC C 22 C 33/02, O822 E Z/10, publ. 1990). The disadvantage of this method is the high cost of the tool due to significant energy costs.

Задачею винаходу є підвищення енергоефективності технології виробництва спеченого металообробного інструменту зі швидкорізальної сталі.The task of the invention is to increase the energy efficiency of the production technology of sintered metalworking tools from high-speed steel.

Технічний результат - отримання високоефективного порошкового металорізального інструменту з рівномірним розподілом карбідних включень.The technical result is obtaining a highly efficient powder metal cutting tool with a uniform distribution of carbide inclusions.

Зазначений технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що як вихідний матеріал для спікання використовується суміш двох порошків з концентрацією легуючих елементів, що відповідає концентрації в стандартних швидкорізальних сталях, але відрізняється вмістом вуглецю. В першій складовій суміші концентрація вуглецю не перевищує 0,1 мас. 95, в другій - вміст вуглецю відповідає евтектичній концентрації (3,5-4,2 маб. Об).The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that a mixture of two powders with a concentration of alloying elements is used as the starting material for sintering, which corresponds to the concentration in standard high-speed steels, but differs in carbon content. In the first component mixture, the concentration of carbon does not exceed 0.1 mass. 95, in the second - the carbon content corresponds to the eutectic concentration (3.5-4.2 mab. Vol).

Співвідношення порошків двох типів вибирається таким чином, щоб забезпечити кінцеву концентрацію вуглецю в спеченому сплаві на рівні стандартної для вибраної марки сталі.The ratio of two types of powders is chosen in such a way as to ensure the final concentration of carbon in the sintered alloy at the level of the standard for the selected grade of steel.

Спікання суміші порошків при температурі вище плавлення евтектики (у«МеС-МзС) призводить до плавлення високовуглецевої складової суміші, що забезпечує утворення 25-35 об. 95 рідкої фази. В процесі витримки під час спікання за рахунок дифузійних процесів здійснюється вирівнювання концентрації вуглецю в суміші, що дозволяє отримати готовий спечений швидкорізальний сплав зі стандартним хімічним складом.The sintering of the mixture of powders at a temperature above the melting point of the eutectic (u«MeS-MzS) leads to the melting of the high-carbon component of the mixture, which ensures the formation of 25-35 vol. 95 liquid phase. In the process of aging during sintering due to diffusion processes, the concentration of carbon in the mixture is equalized, which makes it possible to obtain a ready-made sintered high-speed cutting alloy with a standard chemical composition.

Зо Використання суміші порошків забезпечує рідкофазне спікання швидкорізальних сталей при відносно низьких температурах для даного класу сталей за рахунок більш легкоплавкої складової - високовуглецевого сплаву, а також виключає технологічну операцію - відпал для вирівнювання складу розпиленого порошку через наявність не менше 65 95 низьковуглецевої складової. Наявність рідкої фази при спіканні посилює взаємну дифузію легуючих елементів, що значно скорочує тривалість процесу та дозволяє отримати безпористу заготовку. Наведені фактори призводить до значного зниження енерговитрат при виробництві порошкової швидкорізальної сталі за запропонованою технологією. У результаті рідкофазного спікання можливо отримати щільну структуру з рівномірним розподілом карбідних включень, що не потребує подальшого відпалу для зняття напруги.The use of a mixture of powders ensures liquid-phase sintering of high-speed steels at relatively low temperatures for this class of steels due to a more easily melting component - a high-carbon alloy, and also eliminates the technological operation - annealing to equalize the composition of the sprayed powder due to the presence of at least 65 95 low-carbon components. The presence of a liquid phase during sintering increases the mutual diffusion of alloying elements, which significantly shortens the duration of the process and allows obtaining a non-porous workpiece. The above factors lead to a significant reduction in energy consumption during the production of powder high-speed steel according to the proposed technology. As a result of liquid-phase sintering, it is possible to obtain a dense structure with a uniform distribution of carbide inclusions, which does not require further annealing to relieve stress.

Приклад 1. Для здійснення заявленого способу, як вихідну суміш порошків використовують низьковуглецеву сталь О1РбМ5 з хімічним складом (мас. 905): 0,09 С, 6,18 МУ, 5,26 Мо, 4,33 Сі, 1,90 М, 0,17 5, 026 Мп, 023 Си, 0,013 5, 0,015 Р, решта залізо та високовуглецевий сплав з хімічним складом (мас. 95): 3,82 С, 6,45 МУ, 5,12 Мо, 4,16 Сг, 1,84 М, 0,19 51, 0,20 Мп, 0,10 Си, 0,021 5, 0,026 Р, решта залізо, у співвідношенні, при якому середня по суміші концентрація вуглецю дорівнює 1,10-1,12 мас. 95, що відповідає 71 об. 95 низьковуглецевої складової та 29 об. 95 високовуглецевої складової. Визначену суміш порошків піддають холодному пресуванню в капсулах зі стандартної швидкорізальної сталі під тиском 600 МПа до щільності 85...90 Об.Example 1. To implement the claimed method, low-carbon steel O1RbM5 with a chemical composition (wt. 905): 0.09 C, 6.18 MU, 5.26 Mo, 4.33 Si, 1.90 M, is used as the initial mixture of powders. 0.17 5, 026 Mn, 023 Si, 0.013 5, 0.015 P, the rest of iron and a high-carbon alloy with a chemical composition (wt. 95): 3.82 C, 6.45 MU, 5.12 Mo, 4.16 Sg , 1.84 M, 0.19 51, 0.20 Mp, 0.10 Si, 0.021 5, 0.026 P, the rest is iron, in a ratio in which the average carbon concentration in the mixture is 1.10-1.12 wt. 95, which corresponds to 71 volumes. 95 of the low-carbon component and 29 vol. 95 high-carbon component. The defined mixture of powders is subjected to cold pressing in capsules made of standard high-speed steel under a pressure of 600 MPa to a density of 85...90 RPM.

Далі визначають температуру спікання для вибраного складу швидкорізальної сталі за діаграмою стану, яка повинна бути на 10-15"С вище температури плавлення евтектики (уїМеСяМаС). Для вибраної швидкорізальної сталі ЛОРЄМ5-МП температура рідкофазного спікання становить 1150 7С з витримкою 1 годину. Далі слідує кінцева термічна обробка (гартування з температури 1210 "С та триразовий відпуск при температурі 550 "С протягом 1 години).Next, the sintering temperature for the selected high-speed steel composition is determined according to the state diagram, which should be 10-15"C higher than the melting temperature of the eutectic (uiMeSyaMaS). For the selected high-speed steel LOREM5-MP, the liquid phase sintering temperature is 1150 7C with a holding time of 1 hour. Next follows final heat treatment (quenching from a temperature of 1210 "C and tempering three times at a temperature of 550 "C for 1 hour).

Приклад 2. Аналогічний прикладу 1, але як вихідну суміш порошків використовують низьковуглецеву сталь О1РБбБМ5К»5 з хімічним складом (мас. 905): 0,07 С, 6,26 МУ, 5,54 Мо, 5,11 Со, 4,11 Ст, 1,94М, 0,16 5, 0,22 Мп, 0,15 Си, 0,019 5, 0,029 Р, решта залізо, та високовуглецевий сплав з хімічним складом (мас. 95): 3,74 С, 6,63 МУ, 5,12 Мо, 4,96 Со, 4,21 Ст, 2,09 М, 0,15 51, 0,24Example 2. Similar to example 1, but low-carbon steel O1RBbBM5K»5 with a chemical composition (wt. 905): 0.07 C, 6.26 MU, 5.54 Mo, 5.11 Co, 4.11 is used as the initial mixture of powders St, 1.94M, 0.16 5, 0.22 Mp, 0.15 Si, 0.019 5, 0.029 P, the rest is iron, and a high-carbon alloy with a chemical composition (wt. 95): 3.74 C, 6.63 MU, 5.12 Mo, 4.96 So, 4.21 St, 2.09 M, 0.15 51, 0.24

Мп, 0,19 Си, 0,015 5, 0,031 Р, решта залізо, у співвідношенні, при якому середня по суміші концентрація вуглецю дорівнює 1,05-1,07 мас. 95, що відповідає 72 об. 95 низьковуглецевої 60 складової та 28 об. 95 високовуглецевої складової. Для швидкорізальної сталі ЛОРЄМ5К5о-МП температура рідкофазного спікання становить 1120 С з витримкою 1 годину, далі слідує гартування з температури 1220 "С та триразовий відпуск при температурі 550 "С протяом 1 години.Mn, 0.19 Cy, 0.015 5, 0.031 P, the rest is iron, in a ratio in which the average carbon concentration in the mixture is 1.05-1.07 wt. 95, which corresponds to 72 volumes. 95 low-carbon 60 component and 28 vol. 95 high-carbon component. For high-speed steel LOREM5K5o-MP, the temperature of liquid-phase sintering is 1120 C with a holding time of 1 hour, followed by tempering from a temperature of 1220 "C and three times tempering at a temperature of 550 "C for 1 hour.

Механічні властивості порошкової швидкорізальної сталі, виготовленої за запропонованою технологією та найближчим аналогом, наведені в таблиці.The mechanical properties of powder high-speed steel produced by the proposed technology and the closest analogue are given in the table.

ТаблицяTable

Спосіб Маока стапі Температура і Кількість рідкої ІПористість, Механічна виробництва сталі р тривалість спікання фази, 90 до міцність, МПаMethod of Maoka stepi Temperature and amount of liquid and Porosity, mechanical production of steel r duration of sintering phase, 90 to strength, MPa

Найближчий 1ОРБМ5-МП (1234 С,їгодилйа | 09010 2500 аналог 1ОРБМ5К5-МПІ1220С,40хвилинї | (6.1.0 ї1 2800The nearest 1ORBM5-MP (1234 С, one hour | 09010 2500 analog 1ORBM5K5-MPI1220С, 40 minutes | (6.1.0 и1 2800

Запропонований (1ОРБМ5-МП І1140С,їгодилйа | 029.10 2560 спосіб 1ОРБМ5К5-МПІТ120С,їгодила | 028.10 2820Proposed (1ORBM5-MP I1140S, buttock | 029.10 2560 method 1ORBM5K5-MPIT120S, buttock | 028.10 2820

Виробничі випробування показали позитивні результати, планується впровадження розробленої технології у виробництво.Production tests showed positive results, it is planned to introduce the developed technology into production.

Claims (1)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб виробництва порошкової швидкорізальної сталі, який включає пресування заготовок та наступне спікання у вакуумі при температурі вище температури солідуса, який відрізняється тим, що як вихідний матеріал для спікання використовують суміш порошків двох складів: низьковуглецеву швидкорізальну сталь із вмістом вуглецю не більше 0,1 мас. 9б, та високовуглецевий сплав з концентрацією легуючих елементів, аналогічною стандартній швидкорізальній сталі зі вмістом вуглецю, який відповідає евтектичній концентрації, в співвідношенні, що забезпечує одержання кінцевого вмісту вуглецю в сталі на рівні стандартного для вибраної марки сталі, забезпечуючи одержання 25-35 об. 95 рідкої фази під час спікання при температурі плавлення високовуглецевої складової.FORMULA OF THE INVENTION The method of production of powder high-speed steel, which includes pressing of blanks and subsequent sintering in a vacuum at a temperature above the solidus temperature, which is characterized by the fact that a mixture of powders of two compositions is used as the starting material for sintering: low-carbon high-speed steel with a carbon content of no more than 0.1 mass 9b, and a high-carbon alloy with a concentration of alloying elements similar to a standard high-speed steel with a carbon content that corresponds to the eutectic concentration, in a ratio that ensures the final carbon content in the steel is at the standard level for the selected steel grade, providing 25-35 vol. 95 of the liquid phase during sintering at the melting temperature of the high-carbon component.
UAA201506086A 2015-06-19 2015-06-19 METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL UA112934C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201506086A UA112934C2 (en) 2015-06-19 2015-06-19 METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201506086A UA112934C2 (en) 2015-06-19 2015-06-19 METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA112934C2 true UA112934C2 (en) 2016-11-10

Family

ID=57445251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201506086A UA112934C2 (en) 2015-06-19 2015-06-19 METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA112934C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104588997B (en) A kind of method that nearly isothermal die forging process prepares TiAl alloy component
JP6862403B2 (en) Method of manufacturing martensitic steel by mixed hardening
JP2015105428A (en) Steel wire for bolt excellent in delayed fracture resistance, high-strength bolt, and production method for them
CN105899697A (en) Carburized-steel-component production method, and carburized steel component
US11278953B2 (en) Method for producing hot forged material
JP2023511877A (en) Metal powders for additive manufacturing processes, uses thereof, methods of making parts, and parts thereof
CN104325131B (en) A kind of iron-base powder metallurgy material and preparation method thereof
WO2017204286A1 (en) HOT DIE Ni-BASED ALLOY, HOT FORGING DIE USING SAME, AND FORGED PRODUCT MANUFACTURING METHOD
JPWO2019107502A1 (en) Hot forging molds and methods for manufacturing forged products
JP2016037640A (en) Nitride powder high speed tool steel excellent in abrasion resistance and manufacturing method therefor
JPWO2019106922A1 (en) Ni-based alloy for hot mold and hot forging mold using the same
JPWO2014126086A1 (en) Metal powder, hot working tool, and method of manufacturing hot working tool
RU2569275C1 (en) Plate from high-strength aluminium alloy and method of its production
JP2010180473A (en) Cracking connecting rod and method for producing the same
TWI465575B (en) Method for producing high speed tool steel material with excellent hot workability
RU2601720C1 (en) Heat-resistant welded cobalt-based alloy and article made therefrom
US11358209B2 (en) Method for producing hot forged material
UA112934C2 (en) METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL
JP2011067870A (en) Cast compressor article and method of forming the same
JP2017048441A (en) Steel pipe for machine construction member excellent in machinability and manufacturing method therefor
US11155912B2 (en) Method and arrangement for processing articles
RU2393258C2 (en) Alloy on titanium base
RU2494836C1 (en) Method of producing iron-based phosphorus-bearing powder
US11414731B2 (en) Mixed powder for powder metallurgy, sintered body, and method for producing sintered body
Manaf et al. A study on sintering behavior and mechanical properties of high speed steel powder through powder metallurgy route