Инструментальная сталь

Инструментальная сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ОП ИСААКИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<о885326 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 23.03.79 (21) 2741619/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 22 С 38/24

Государстееииый комитет во делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30 ° 11 81. Бюллетень Рй 44

Дата опубликования описания 30. 11. 81 (53) УД К 669. 14.. 018. 25-194 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.А. Смольников и Т.А. Волосова

)К13р ьный

Всесоюзный научно-исследовательский инст институт (71) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким материалам, и может быть использовано для изготовления высокопроизводительного дереворежущего инструмента, работающего с высокими скоростями реза5 ния и большими подачами.

Известна сталь Р6М5, наиболее широко применяемая для изготовления тяжело нагруженного дереворежущего то инструмента l1 2 ..

Однако применение стали Р6М5 для дереворежущего инструмента экономически не оправдано вследствие .высокой стоимости и дефицитности входящих в ее состав легирующих элементов, особенно вольфрама. Кроме того, условия работы дереворежущего инструмента резко отличаются от условий эксплуатации металлообрабатывающего инструмента, для которого и разработаны быстрорежущие стали. Так,. дереворежущий инструмент работает при высоких скоростях вращения (до 6000 об/мин) и

2 с большими подачами (до 100 м/мин) .

Прерывистый характер резания приводит к возникновению значительных динамических нагрузок и вибраций. Поэтому для дереворежущего инструмента первостепенное значение имеют такие механические характеристики, как прочность и ударная вязкость. Но вместе с тем по сравнению с быстрорежущими сталями допускается более низкая вторичная твердость (HRC 56-60) и более низкая теплостойкость (после нагрева при 620 С в течение 4 ч должна сохраняться твердость не менее 54 HRC).

Наиболее близкой к предлагаемой является инструментальная сталь (2), содержащая вес.3:

Углерод

Молибден .

Хром

Ванадий

Кальций

Кремний

Железо

885326

Недостатком стали являются низкая шлифуемость и стойкость инструмента в специфических условиях эксплуатации при высоких скоростях резания и больших подачах.

Цель изобретения - повышение шлифуемости и стойкости инструмента.

Поставленная цель достигаетс тем, что инструментальная сталь, содержащая железо, углерод, хром, молибден, ванадий, кремний, дополнительно содержит церий при следующем соотношении компонентов, вес. :

Углерод 0,5-0,9

Хром 3,8-5,5

Молибден 2,5-3,0

Ванадий 1,8-3,3

Кремний 0,8-1, 2

Церий 0,08-0,15

Железо Остальное

Отношение содержания углерода к содержанию ванадия составляет 0,25-0,3.

Кремний, растворяясь в твердом растворе и в карбидной фазе, повышает вторичную твердость стали, измельчает карбидную фазу, увеличивает прочность стали. Наличие церия в составе стали повышает ее вязкость и прочность, так как, растворяясь по границам зерен, церий препятствует выделению там карбидов, охрупчивающих сталь.

Слитки предлагаемой стали выплавляли в открытой индукционной печи.

Установлено, что технология проведения ковки и отжига не отличается от технологии для быстрорежущих сталей.

Все 14 плавок подвергнуты исследованию. В результате изучения физикомеханических свойств опытных плавок определено оптимальное сочетание легирующих элементов.

Из сталей, приведенных в табл.1, изготовляют сменные ножи для сборных фреэ, размером 60х40х6 мм. Параметры фрез: 0 (диаметр) 180 мм; .В (ширина)

60 мм,Z (число ножей) 4.

Режимы работы инструмента:

Скорость резания Ч, мм/мин 44

Скорость подачи материала U, м/мин 20

Глубина снимаемого припуска h, мм 4

Средний период стойкости резцов

L определяется как количество погонных метров древесины, обработанное инструментом до переточки, интенсивность выкрашивания N — как количество обломанных зубьев на каждых 100 погонных метрах древесины, интенсивность износа l - как отношение приращения величины радиуса затупления на каждых

10 100 погонных метрах древесины.

Иэ технологических свойств определяется шлифуемость сталей, которая оценивается как отношение объема сошлифованного металла к объему изно15 щенного абразива (q).

Результаты испытания представлены в табл. 2.

Из данных таблицы видно, что.шлифуемость предлагаемой стали в 1,4 и

1,3 раза лучше, чем у стали Р6М5 и известной соответственно. Средний период стойкости резцов L предлагаемой стали в 1,6 раза выше, чем у стали Р6М5 и в 1,9 раза выше, чем у

25 известной, интенсивность износа в

1,5 раза меньше, чем у стали Р6М5, и в два раза меньше, чем у известной и интенсивность выкрашивания N более чем в два раза (в 2,3 раза) меньше

Зо чем у стали Р6М5 и в 2,8 раза меньше, чем у известной.

Особенностью предлагаемой стали является то, что после закалки в ней

35 сохраняется небольшое количество остаточного аустенита (10-194) и для его полного разложения достаточно провести (1-2)-кратный отпуск вместо (2-3)— кратного для стали Р6М5

Сталь характеризуется высокой горячей пластичностью вследствие того, что в литом состоянии она имеет мелкозернистое строение с тонкой и местами разорванной карбидной сеткой, которая легко разрушается при ковке, прокатке и других видах горячей механической обработки.

В отожженном состоянии сталь имеет твердость, равную 200-220 НВ и хорошо обрабатывается резанием.

885326

1 л (>S о

Iо е

v о

1 с е о (- с

1 о о

Э (os r а >х

Cg Cg х

t

1

I (v

С»

1 о

36 о а

I ! «О

I ъО

1 О

I

t 1

I О

СЧ

- 3

I ! Ю

I Ч»

О1

1 о а

IQ К(»О

CC Cg IL. O

:, Х(Q Y

X о о ! х л

LA л

lA

v

Х

Iо

s м с

Ig

Ig

С>!

Э

Э C

s u х о

u c

Э Ig

У Ф

S Iz v

Cg >S х о

Э 61

z u

«D

СЧ

О

Ю

-зО

Ю

CD

«О м (л а 1е оо

Е ОСС:

et z

СЧ

>.О

I О

1 О

1»О .1 С>> (Ч

1 Ю

I (.Г> е е

I е и ао

Ю

«(» -л

«(\ СЧ

1 1

«»

> О

Ю

«O

LA СЧ

l (С::> г

°,О

С(Э "I(" (О .<О хаа

Э»>

1- 1о о

>i

1 е е (pxp (- е с е

ut-uY

>SOCgS (g SCCA Y

1 и о о

S la v о е м з (g (о

I о

-.и.

1

1

1 т «Ч

I а — 1

1 !

m О

1 Ц о, сом е

S CD CB ((» .С I — N

r

Ig

Щ

Ig Э

Х Ia u

Э»> (>» Ф

Э о с о

lQ

Is х

fg

"(;

IQ IQ

a Y

CD CD

- 1 «О

I e

1 ч

Э с

X е (1

:>> (Щ а

S o

5 о z

О Ю

СЛ (»1

Ю Ю (л (»>

СО

О

Ю ш

Ю ((Ъ л

Ю м л м (л м

LA

СЧ

CD л м

ID

fg (о о о

>х

Y о

Э

Г

E

S х

OO . LA м -2

О» л

С(1 л л

01

I

1

IQ !

t 1 (Х1

I с

IQ !

t— - 1

1

) l

I

1

1

Г

I

I

1 !

1

I

1

l

I

1

I !

1

1

1

t

1

1

1 !

> л

Ig

О . 3 I >S I а к О «.» е o о л е s асч (Y (-:(О (g Ф Cf Y СЧ» X

t + c(: t- u

СЧ (-> Ч»г С

О«ЧМ С

С» e! mr IQ с с — — а

1 S 1 х 1эсous(-u аеас a(»э(-я

С: Ct С r С S IO Y Z

885326

Таблица

j мкм/100 м

Содержание легирующих элементов, о о

L пог.м.

N, шт/100 м

Сталь (1j1() t

С Si Mo Cr V W Се Са

Р6М5

0 88 0 35 5 2 4 3 1 9 5 9 — — 850 0 25

3,4 1,00

Известная

0 85 0 35 3 5 3 8 3 0

5,5 1,08

0,1 715 0,33

Предла гаемая

0 85 0,8 3,0 3,8 3,0 — 0 15 — 1360 0,11

1,41

2,2

Формула изобретения

0,5 0,9

3,8-5,5

2,5 3,0

Углерод

Хром

Молибден

Составитель Л. Суязова

Техред М. Рейвес Корректор C ° Шекмар

Редактор В. Петраш

Заказ 10454/37 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Инструментальная сталь, содер жащая железо, углерод, хром, молибден, ванадий, кремний, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения шлифуемости и стойкости инструмента, она дополнительно содержит церий при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Ванадий 1,8-3,3

Кремний 0,8-1, 2

Церий 0,08-0,15

Железо Остальное

2. Сталь по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что отношение содержания углерода к содержанию ванадия составляет 0,25-0,3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь Р6М5. ГОСТ 19265-73.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2738963,кл. С 22 С 38/24, 21 . 03. 79.