Литейная инструментальная сталь

Литейная инструментальная сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<>973661

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 27. 05 ° 81 (21) 3293014/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15Д182. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15 11 82 (51) М. Кл.

С 22 С 38/32

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

153) УДК 669. 14..018.255-194 (088. 8) С.Н.Примеров, С.Н.Бобраков, О.Я.Эначковс.ий, к"„„: ., -В.В.Тусаев, В.Н.Голобородов, М.М.Веркло и В.Г.Горенко (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья AH Украинск (7! ) Заявитель (54) JIHTEAHAR ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к черной .металлургии, в частности к высококачественным инструментальным сталям для холодного деформирования.

Широко известны штамповые стали марок 6Х4М2ФС (Ди 56), 8Х6НФТ, 8Х4В2С2МФ (ЗП 761), применяющиеся в отечественном машиностроении для холодного деформировайия. Эти стали . за счет легирования хромом, вольфрамом, молибденом и кремнием характеризуются высоким сопротивлением пластической деформации, износостойкостью и прочностью (1 ).

Прогрессивным направлением является изготовление инструментов методом литья, который наряду с повышением стойкости инструмента, позволяет снизить трудоемкость и стоимость его изготовления, сократить потери сортовой инструментальной стали и получить в итоге значительный экономический эффект.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является литейная инструментальная сталь (2), бХ6ВЗМФС, содержащая, вес.В:

Углерод 0,50-0,60

Марганец 0,15-0,40

Кремний 0,.60-0,90

Хром 5,50-6,50

Вольфрам 2,50-3,20

Молибден 0,60-0,90

Ванадий 0,50-0,80

Железо Остальное

Недостатками стали являются низкие литейные свойства, износостойкость, твердость, прочность н ударная вязкость. Это тормозит широкое использование стали для литых инструментов.

Целью изобретения является пони шение литейных свойств, нэносостойкости, твердости, прочности и ударной вязкости °

Поставленная цель достигается тем, что литейная инструментальная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, вольфрам, молибден, ванадий и железо, дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, редкоземельные металлы, ниобий, бор, при следующем соотнсхаении компонентов, вес.в:

Углерод 0,50-0,65

Марганец Ое15 Ое45

Кремний 0,60-0,90

Хром 5,50-6,50

„,льфрам Z 50-3 20

9 73бб) Иолибден 0 60-0., 90

Ванадий . 0,25-0 80 Алюминий 0 01-0,05

Титан 0,01-0.,08

Кальций 0,005-0,05

Редкоземельные металлы 0,005-0 08

Ниобий 0,05-0,20

Бор 0,0005-,0,01

Железо Остальное

Дополнительное введение в состав разрабатываемой стали апюминия и титана связано с их положительным влиянием на литейные свойства и структу». ру. Одновременно, связывая свободный азот в тугоплавкие нитриды, зти зле-. IS менты нейтрализуют его вредное влияние на свойства стали. В целом алюминий и титан повышают жидкотекучесть стали (эа счет глубокого раскисления), трещнноустойчивость отливок (за счет 20измельчения структуры) .

Иикролегирование стали кальцием и

РЗМ.обеспечивает ей заметное улучшение литейных свойств (глубокое раскисленне и модифицирование структу- - $5 ры, сопровождающееся очищением границ зерен и глобуляризацией неметаллических включений), иэносостойкостн, твердости и ударной вязкости (измельчение карбидов и равномерное распределение их и включений по объему металла, а также очищение стали от газов, серы и других вредных примесей) . Дополнительное введение в сталь ниобия и бора связано с улучшением ее прочности, твердости и износостойкости эа счет образования мелкодисперсных карбидов и выделения их равномерныМ фоном при нагреве в процессе термнческой обработки стали.

Опытные. стали выплавляют в 160киллограмовых индукционных печах с кислой футеровкой методом переплава. При фракционной разливке сталь модифицировали добавками 0,1-0,5% бесКремнистой лигатуры, содержащей кальций, РЗИ, алюминий,.титан, ниобий, бор и никель. Химические составы опытных сталей приведены в табл.1, Результаты испытаний представлены в табл.2.

973661

О МЪ. л ( с с о о ((Ъ о с о (с о с ((Ъ а о о о о о с с о о

Ю

D о с о л

О о с о м

Cl с о

In (с о о о с с о о

CI(Cl с о

ЪЕ. о с о

° ъ ln о о с с о о ("Ъ

Cl с о м

О с о

О D с с о о

Cl с о и о с о м м о о с с

О О

В о х с

D иЪ

СЧ с о

I» с о

IO OI с с о о

ОВ с о (» с

Ю о

1 !C I

I СС I — 4

I Х I 1

1Xlr3

I e! а! (Х(В( а (Х(5! (Х (((31

1 t

I 1 ° ! I I

1 1

l Х 1 (О! (a( (х(1 1 I

I !1- - 1

1!CC I

3 Х!

l I а 1

1((С(1 — 4

I I I

l (g I

1 IC(I

I I.t» 1

1 3 a I

1 1 C(3

1 (й I

3 — -ф

1 l Ц 1 (lR(3 1 С(! ! 1 C 1

1 I и 1

I 1с1 (с с (е

D h( с с м м

In с

Ъ(Ф\ с ((«Ъ с с

Ъ(Ъ Э

Ф с

In с

Ill

IO с

ЪСЪ (CO с

О о

ЪО с о м ( м м с с о о ICl л с о

ОЪ

Ъ с о е (( с

Cl л@ еО

IO МЪ с с о о о

Itl с

D IO ю с о

М

Ъ(Ъ с о

v. и 3

Ю х

Ф I

C ф х

C(( и ф

О I

I

1

1

I

l

I

I ! !

l

I

I

1 !

1 ! !

1

I !

I

I

I

1

1 !

1 .1

1

I

3 !

I

l.1«, i х! (О (.О

1 Х 1

1 I

3» 1

I" (at о

1 Щ! ! 1 ! 1

I a l

1 (ъ((3 0е

l I

Ъ

I lC 3 (х(1 Й 1

3 4I

1 Ф I

1!С! ! — С

I 3 (хl

1 Ф 1

1 1 ! Х(1&! ! — 1

I СС I

3 Х 3

I х 1

35(1 Q.t

I С 1 CC

1 Х 1

I Я I

I ICt I

eP I 03.3

3- — 4

Х I

В(ФI

I(((+ 3

t Iet

V(X3

О3 C:1

О(О(C(C (с.

Ъ(Ъ с с с о о о

° ф м

Е (CD с с с

О О О

° еа м ъ(h о

СЧ с о л

D с о

IO о с о ю

Cl

О с

О

CD о с о

In о с (о о

CD с

Гс с

Ol с. CI( (A с

С(Ъ с о

In с

ЪСЪ IO с

1

I

I

1 !

I !

I.

1

1

l !

I

I

1

I

1

I

1 (I

I !

973661

Таблица 2

Повышение свойств, в В

Опытная сталь

Жидкотекучести Трещиноустойчи» ности

Известная нз проката

340

2,6

235

0,9 литая

Предлагаемая

12

270 .

2,4

35

270

2,2

13

282

2,3

284

2,5

30

280

2,1

1,7

240

1,3

252

П р и м е ч а н и е . Термическая обработка опытных образцов включает закалку с 1080ОС в масло и тройной отпуск по часу при 550 С.

Таблица 3

Закалка с 1080 С, отпуск 550 С, ЗХ1 ч

Известная иэ проката

0,86

8,32

То ае

0,90

7,98

62 литая

Предлагаемая

l,l7

6,12

° t ° l

6,04

1,19

Ol 1В

1,20

5,95

ss» ° ю

Закалка с 1020 С, отпуск 200 С, 1,5 ч

l,00

7,18

По износостойкости предлагаемая сталь превосходит известную сталь как в литом, так и в деформированном варианте изготовления. Это наглядно видно из результатов испытаний при

Опытная сталь Реким термообработки

Механические свойства

Предел прочнос- . Ударная ти при изгибе, вязкость, кгс/мм2 кгсм/см

I нстирании по абразивному полотну на машине Амслера, приведенных в табл.3 вместе с результатами замеров твердости (HRC) . 3a эталон принята износостойкость стали Х12М.

Твердость Величин а ОтносительHRC износа, ная изноем состойкость

973661

0,005-0,08

0,05 -0,20

0,0005-0,01

Остальное

Формула изобретения

Составитель Л.Суязова

Твхред М.Коштура Корректор Г. Решетн ик

Редактор И.Митровка

Заказ 8620/31 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Повышенный уровень свойств предлагаемой стали делает ее эффективным заменителем-известной инструментальной стали 6Х6ВЗМФС главным образом при изготовлении отливок породоразрушающего оборудования и различного литого инструмента.

Весьма важным является то, что технология выплавки стали основывается на переплаве отходов и не требует дополнительных технических решений.

Ожидаемый экономический эффект по предварительным расчетам составляет около 36 тыс.руб в год за счет улучшения литейных свойств на 10-40%, ударной вязкости более чем в два раза и износостойкости стали на 30%, что в итоге обеспечивает повышение качества и долговечности изготовленных из нее отливок.

Литейная инструментальная. сталь, содержащая углерод, марганец,. кремний, хром; вольфрам, молибден, ва.надий и железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения износостойкости, литейных и механических свойств, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, редко5 земельные металлы, ниобий, бор при следующем соотнсмении комйонентов вес.%:

Углерод Ою50 0q65

Марганец 0,15-0.,45 !

О Кремни 0,60-0,90

Хром 5,50-6.у50

Вольфрам 2, 50-3, 20

Молибден 0,60-0,90

Ванадий 0,25-0,80

15 Алюминий 0,01-0,05

Титан 0,01-0,08

Кальций 0,005-0,05

Рецкоэемельные металлы

20 Ниобий

Бор

Железо

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

25 1. Инструментальные стали. Справочник, М., 1977, с.40-57.

2. ГОСТ 5950-73, Сталь 6Х6ВЗМФС.