UA112934C2 - METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL - Google Patents
METHOD OF PRODUCTION OF POWDER CORROSION STEEL Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000001217 buttock Anatomy 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
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)
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) |
-
2015
- 2015-06-19 UA UAA201506086A patent/UA112934C2/en unknown
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 |