Спеченный металлообрабатывающий инструмент, изготовленный из порошковой карбидостали

Авторы патента:

Ахмедпашаев Магомедпаша Узайруевич (RU)

C22C33/02 - порошковой металлургией (обработка металлического порошка B22F)

C22C29/02 - на основе карбидов или карбонитридов

Владельцы патента RU 2601363:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления спеченных металлообрабатывающих инструментов. Инструменты изготовлены из порошковой карбидостали, содержащей углерод, титан, молибден, вольфрам, ванадий, хром, стеарат цинка и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,3-0,5, титан 1,0-2,0, молибден 3,0-5,0, вольфрам 2,5-4,0, ванадий 3,0-4,0, хром 8,0-10,0, стеарат цинка 0,1-0,3, железо остальное. Обеспечивается повышение износостойкости инструмента. 1 пр.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления небольших износостойких деталей во многих отраслях промышленности.

В настоящее время для изготовления металлообрабатывающего инструмента используются высоколегированные стали, получаемые литьем с последующей обработкой давлением и химико-термической обработкой [1, 2].

Однако при изготовлении таких сталей определенная часть остродефицитных легирующих элементов переходит в шлак при плавке.

Решить эту проблему следует изготовлением спеченного металлообрабатывающего инструмента на железной основе с рациональным легированием.

Спеченный металлообрабатывающий инструмент изготовлен из порошковой карбидостали, содержащей углерод, титан, молибден, вольфрам, ванадий, хром, стеарат цинка и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,3-0,5, титан 1,0-2,0, молибден 3,0-5,0, вольфрам 2,5-4,0, ванадий 3,0-4,0, хром 8,0-10,0, стеарат цинка 0,1-0,3, железо остальное.

Для получения высокоплотных износостойких деталей необходимо перед формованием все компоненты порошков из мелких фракций тщательно перемешивать в смесителях, с добавкой небольшого количества стеарата цинка и др.

Расчет усилия прессования производят по формуле:

Р=qFn, Н

где q - удельное усилие прессования; МПа;

F - площадь прессования, мм ²;

n - количество гнезд в пресс-форме, шт.

Процесс спекания проводится в вакууме при температурах 1200-1250°С для достижения определенного уровня требуемых свойств, формирующихся в процессе нагрева исходного порошкового тела.

С целого повышения плотности изделий после спекания осуществляют горячее изостатическое прессование в нагретом состоянии. После такой обработки заготовки подвергают механической обработке или отделочным операциям. Затем полученные детали упрочняют карбидизацией (науглероживанием) с последующей закалкой при температурах 950-1000°С и отпуском при 180-200°С.

Возможно сочетание химико-термической и термической операций.

Сущностью изобретения является приведенный состав экономнолегированного порошкового материала на основе железа, способного, в некоторых условиях, заменить традиционные износостойкие стали, обладающего хорошей технологичностью до окончательного поверхностного упрочнения, так как процентное содержание углерода небольшое (0,3-0,5% по массе). Поверхность упрочняется и становится износостойкой после насыщения диффундирующим элементом (углеродом) и термической обработки. При этом силы, действующие во время работы детали извне, «гасятся» вязкой подзакаленной сердцевиной и поверхность не имеет микротрещин во время эксплуатации. Наиболее близким аналогом является спеченный металлообрабатывающий инструмент, изготовленный из порошковой карбидостали, содержащий углерод, титан, молибден, вольфрам, ванадий, хром, стеарата цинка и железо (RU 2354502 C1, С22С 33/02, 10.05.2009).

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример. Для изготовления фасонных фрез используют смесь с необходимыми компонентами (в % по массе): углерода 0,5; титана 1,5; молибдена 4,0; вольфрама 3,5; ванадия 3,5; хрома 9,0; стеарат цинка 0,2; остальное железо. Компоненты тщательно смешивают, прессуют на прессе К-8130 с расчетным усилием 111,6 МПа. Для повышения плотности прессовки подвергают горячему изостатическому прессованию с дополнительным усилием 80 МПа после спекания. Спекание проводится в вакууме при 1200-1250°С в течение 1-2 часов. Полученные таким образом прессовки обрабатывают резанием и получают готовые фрезы. Затем фрезы упрочняют химико-термической обработкой при температурах 950-1000°С в течение 6-8 часов, закаливают в соляной ванне с температурой 950-1000°С, отпускают при 180-200°С, далее проводят доводочные операции.

Производственные испытания показали положительные результаты и перспективность исследования в этом направлении.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №1175174, С22С 38/28,1985. Штамповая сталь / Л.Г Ворошнин, М.У. Ахмедпашаев и др.

2. Сальников В.Г. Поверхностная карбидизация низколегированных сталей для самозатачивающихся ножей сельскохозяйственных машин: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук / В.Г. Сальников. - Курск, 2002. - 20 с.

Спеченный металлообрабатывающий инструмент, изготовленный из порошковой карбидостали, содержащей углерод, титан, молибден, вольфрам, ванадий, хром, стеарат цинка и железо, отличающийся тем, что он изготовлен из карбидостали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.%:

углерод	0,3-0,5
титан	1,0-2,0
молибден	3,0-5,0
вольфрам	2,5-4,0
ванадий	3,0-4,0
хром	8,0-10,0
стеарат цинка	0,1-0,3
железо	остальное

Похожие патенты:

Стальной материал // 2599933

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления ударопоглощающих элементов автомобиля. Сталь имеет химический состав, мас.%: C: больше чем 0,05 и до 0,2, Mn: от 1 до 3, Si: больше чем 0,5 и до 1,8, Al: от 0,01 до 0,5, N: от 0,001 до 0,015, Ti или суммарное содержание ванадия и титана: больше чем 0,1 и до 0,25, Cr: от 0 до 0,25, Mo: от 0 до 0,35, остальное железо и примеси.

Стальной материал // 2599317

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальному материалу, используемому для изготовления ударопоглощающих элементов. Материал содержит, в мас.%: C больше чем 0,05 до 0,18, Mn 1-3, Si больше чем 0,5 до 1,8, Al 0,01-0,5, N 0,001-0,015, одно или оба из V и Ti: в сумме 0,01-0,3, Cr 0-0,25, Mo 0-0,35, остальное - Fe и примеси.

Экономичная ферритная нержавеющая сталь // 2598739

Изобретение относится к области металлургии, в частности к ферритным нержавеющим сталям, обладающим высокой коррозионной стойкостью, и может быть использовано в устройствах для отвода выхлопных газов и элементах селективного каталитического восстановления транспортных средств.

Упрочняемая сталь для подъемных, крепежных, зажимных и/или связывающих средств и соединительных элементов, компонент для техники подъема, крепления, зажима и/или связывания, соединительный элемент и способ его производства // 2579854

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению соединительного элемента, используемого в подъемных, крепежных, зажимных и/или связывающих средствах, выполненному из закаливаемой стали.

Стойкая к истиранию толстолистовая сталь, которая демонстрирует превосходную ударную вязкость сварного шва и превосходную стойкость к замедленному разрушению // 2550985

Изобретение относится к области металлургии, а именно стойкой к истиранию толстолистовой стали, используемой в строительстве, станкостроении, кораблестроении, для производства труб.

Графитизированная сталь для антифрикционного литья // 2547774

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению хорошо обрабатываемой графитизированной стали, используемой для изготовления деталей различного сечения, используемых в узлах трения скольжения при значительных удельных нагрузках и повышенного износа.

Нержавеющая сталь с хорошей коррозионной стойкостью для топливного элемента и способ ее получения // 2528520

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листа из нержавеющей стали для разделителя топливного элемента. Лист выполнен из стали, содержащей, в мас.% С: 0,03 или меньше, Si: 1,0 или меньше, Mn: 1,0 или меньше, S: 0,01 или меньше, Р: 0,05 или меньше, Al: 0,20 или меньше, N: 0,03 или меньше, Cr: от 20 до 40, по меньшей мере, один из металлов, выбранный из Nb, Ti и Zr, в сумме: 1,0 или меньше, Fe и неизбежные примеси остальное.

Нержавеющая сталь, обладающая хорошими проводимостью и пластичностью, для применения в топливном элементе, и способ ее производства // 2518832

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листа нержавеющей стали для сепаратора топливного элемента. Сталь имеет состав, мас.%: С: 0,01% или менее, Si: 1,0% или менее, Mn: 1,0% или менее, S: 0,01% или менее, Р: 0,05% или менее, Al: 0,20% или менее, N: 0,02% или менее, Cr: от 20 до 40%, Мо: 4,0% или менее и по крайней мере один элемент, выбранный из Nb, Ti и Zr: от 0,05 до 0,60% в сумме, и Fe и неизбежные примеси остальное.

Способ производства проката из низколегированной стали для изготовления элементов конструкций нефтегазопроводов // 2500820

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к производству конструкционных сталей нормальной прочности улучшенной свариваемости для применения в строительстве, машиностроении и др.

Ферритная нержавеющая сталь, характеризующаяся высокой жаростойкостью // 2458175

Изобретение относится к области металлургии, а именно к ферритным нержавеющим сталям, используемым в при изготовлении выхлопных труб и кожухов нейтрализаторов автомобилей и мотоциклов, а также трубопроводов отработанного воздуха тепловых электростанций.

Способ изготовления изделий из сплавов железо-кобальт-молибден/вольфрам-азот // 2599926

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению высокоточных изделий. Заготовка для инструмента изготовлена из дисперсионно-упрочненного сплава Fe-Co-Mo/W-N, содержащего, мас.%: кобальт 15,0 до 30,0, молибден до 20,0, вольфрам до 25,0, при этом (Мо+W/2) 10,0 до 22,0, азот 0,005 до 0,12, железо и примеси - остальное.

Антифрикционные материалы на основе железа // 2597452

Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе железа для изготовления узлов трения, работающих в тяжелонагруженных условиях. Антифрикционный материал по варианту 1 содержит 0,3÷1,5 мас.% углерода, 1÷9 мас.% никеля, 0,5÷2,5 мас.% молибдена, 10÷25 мас.% меди, 0,5÷5,0 мас.% фторида кальция и остальное железо.

Порошки на основе железа для инжекционного формования порошков // 2593064

Группа изобретений относится к порошковой металлургии. Порошковая композиция на основе железа для получения спеченной детали инжекционным формованием имеет средний размер частиц 20-60 мкм и содержит 0,3-1,6 мас.% Мо, 0,1-0,6 мас.% Р, необязательно до макс.

Способ получения высокоплотного порошкового хромсодержащего материала на основе железа // 2588979

Изобретение относится к получению высокоплотного порошкового хромсодержащего материала на основе железа. Готовят шихту на основе распыленного порошка хромомолибденовой стали с добавкой углерода.

Спечённые коррозионностойкие материалы на основе железа // 2584832

Группа изобретений относится к cпеченным коррозионностойким материалам на основе железа для узлов трения, работающих в агрессивных средах. Материал по варианту 1 содержит 3÷15 мас.% хрома, 1÷10 мас.% никеля, до 1,8 мас.% молибдена, до 2,0 мас.% углерода, 14÷25 мас.% меди, 0,1÷1,0 мас.% серы, 0,3÷3,0 мас.% марганца и остальное - железо.

Порошковый экономнолегированный материал на основе железа для получения поверхностно-упрочненных износостойких деталей // 2570141

Изобретение относится к порошковой металлургии. Порошковый экономнолегированный материал на основе железа для получения поверхностно-упрочненных износостойких деталей содержит 0,3-0,5 мас.% углерода, 1,0-2,0 мас.% титана, 2,0-3,0 мас.% молибдена, 2,0-3,0 мас.% вольфрама, 0,5-1,0 мас.% ванадия, 8,0-10,0 мас.% хрома, 2,0-3,0 мас.% меди, 0,1-0,3 мас.% стеарата цинка и остальное железо.

Металлокерамический фрикционный сплав // 2567778

Изобретение относится к порошковым фрикционным сплавам на основе железа, которые могут быть использованы в узлах трения предохранительных фрикционных муфт сцепления винтовых стрелочных переводов, применяемых на высокоскоростных железнодорожных магистралях.

Способ получения высокоплотного фрикционного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа // 2564654

Изобретение относится к получению высокоплотного фрикционного порошкового фосфорсодержащего материала на основе железа, который может быть использован для изготовления тяжелонагруженных конструкционных деталей фрикционного назначения, испытывающих динамические и истирающие нагрузки.

Способ получения композиционного материала на основе железа // 2560484

Настоящее изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения композиционного материала на основе железа включает перемешивание порошков для матрицы материала и дисперсного порошка оксида металла, механическое легирование полученной смеси, компактирование и прокатку полученного сплава.

Азотсодержащая, низконикелевая спеченная нержавеющая сталь // 2553794

Изобретение относится к области металлургии, а именно к распыленному водой порошку нержавеющей стали и к спеченному конструктивному элементу. Заявлен распыленный водой порошок нержавеющей стали, содержащий, вес.%: 10,5-30,0 Cr, 0,5-9,0 Ni, 0,01-2,0 Mn, 0,01-3,0 Sn, 0,1-3,0 Si, >0,059-0,4 N, при необходимости, макс.

Способ изготовления спеченного композитного изделия // 2578339

Группа изобретений относится к изготовлению спеченного композитного изделия, содержащего частицы кубического нитрида бора, диспергированные в матрице из цементированного карбида.