CS248506B1

CS248506B1 - Method of production of calibrated steel

Info

Publication number: CS248506B1
Application number: CS571783A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Kraus
Original assignee: Vladimir Kraus
Priority date: 1983-08-01
Filing date: 1983-08-01
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Způsob výroby kalitelné oceli je založen na technologii granulace roztavené slitiny a následujícím slinování granulátu. Podle tohoto zgůsobu se ocel obohacená požadovaným množstvím sloučeniny titanu roztaví a tavenina se některým ze známých postupu granuluje, například rozprašováním neutrálním plynem, vodou a podobně. Vzniklý práškový granulát,se poté po případném předběžném zpracování, lisuje a spéká. Pro lisování a spékámí může být použito různých postupů práškové metalurgie.The method of producing hardenable steel is based on the technology of granulation of a molten alloy and subsequent sintering of the granulate. According to this method, steel enriched with the required amount of titanium compound is melted and the melt is granulated by one of the known methods, for example, by spraying with neutral gas, water, etc. The resulting powder granulate is then, after any preliminary treatment, pressed and sintered. Various powder metallurgy processes can be used for pressing and sintering.

Description

Vynález se týká způsobu výroby kalitelné oceli obohacené sloučeninou titanu, vhodné pro výrobu výkonných řezných i neřezných nástrojů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing hardenable steel enriched with a titanium compound suitable for the production of powerful cutting and non-cutting tools.

Dosud užívané materiály obsahují po zakalení značný podíl lede buritických karbidů wolframu, molybdenu, vanadu, resp. tzv. komplex nich karbidů. Některé z nich jsou kromě toho obohaceny i karbidem nebo karbonitridem titanu. Ocel, která je předmětem vynálezu obsahuje ve stavu po kalení kromě základní matrice výhradně sloučeniny titanu, popřípadě malé zbytkové množství ledeburitických karbidů jiných typů. Výroba této oceli běžnými hutními postupy, tj. z ingotů nebo přímo ve formě odlitků neumožňuje plně využít přednosti, které vyplývají z jejího chemického i fázového složení. Takto vyrobená ocel má sice dostatečnou tvrdost, ale malou houževnatost a obtížně se brousí.The materials used hitherto contain a significant proportion of ice-burritic carbides of tungsten, molybdenum, vanadium, resp. so-called complex of carbides. Some of them are also enriched with titanium carbide or carbonitride. The steel which is the subject of the invention contains, in the state after quenching, in addition to the basic matrix, exclusively titanium compounds, or a small residual amount of ledeburitic carbides of other types. The production of this steel by conventional metallurgical processes, ie from ingots or directly in the form of castings, does not make full use of the advantages that result from its chemical and phase composition. Steel produced in this way has sufficient hardness, but low toughness and difficult to grind.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby kalitelné oceli podle vynálezu, obsahující ve struktuře 10 až 70 % obj. sloučenin titanu, například karbidu nebo karbonitridu titanu, přičemž 30 až 90 % obj. struktury tvoří matrice o složení 0,3 až 0,7 % hmotnostních uhlíku, nejvýše 3 % hmotnostních křemíku, nejvýše 5 % hmotnostních chrómu, nejvýše 2 % hmotnostních vanadu, 1 až 9 % hmotnostních wolframu, nejvýše 4 % hmotnostních molybdenu, nejvýše 10 % hmotnostních kobaltu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že potřebný druh a množství sloučeniny titanu se naleguje do základní slitiny v roztaveném stavu ve formě sloučeniny a/nebo jednotlivých složek, poté se slitina granuluje, slisuje a spéká. Způsob podle dalšího význaku vynálezu spočívá v tom, že složky sloučeniny titanu se alespoň z části přidávají do slitiny ve formě slitiny nebo sloučeniny, například ferotitanu a karbidu chrómu. Po zakalení je ve struktuře oceli s výhodou přítomno nejvýše 10 % obj. nerozpustných karbidů wolframu, molybdenu a/nebo vanadu, popřípaděThe above-mentioned disadvantages are overcome by the process for the production of the hardenable steel according to the invention, comprising 10 to 70% by volume of titanium compounds, for example titanium carbide or carbonitride, with 30 to 90% by volume of matrices of 0.3 to 0.7% by weight carbon , not more than 3% of silicon, not more than 5% of chromium, not more than 2% of vanadium, 1 to 9% of tungsten, not more than 4% of molybdenum, not more than 10% of cobalt. The principle of the invention is that the required type and amount of titanium compound is alloyed into the base alloy in the molten state in the form of the compound and / or individual components, after which the alloy is granulated, compressed and sintered. The process according to a further aspect of the invention consists in adding the components of the titanium compound at least in part to the alloy in the form of an alloy or a compound, for example ferrotitanium and chromium carbide. After opacification, preferably not more than 10% by volume of insoluble tungsten, molybdenum and / or vanadium carbides are present in the steel structure.

248 506248 506

ΜΜ

- 2 komplexních karbidů těchto kovů.- 2 complex carbides of these metals.

Ocel vyrobená postupem podle vynálezu obsahuje Částice titanu vyloučené při rychlém tuhnutí granulí v podstatně jemnější formě než při tuhnutí slitiny stejného složení v ingotu běžné velikosti. Nepříznivý vliv částic na houževnatost oceli je tak významně zmenšen při zachování příznivého účinku na tvrdost a odolnost proti opotřebení. Popsaný způsob je možno použít k výrobě polotovarů i hotových výrobků. Ocel vyrobená navrhovaným postupem je vhodná pro výrobu nejvýše namáhaných řezných nástrojů} je možno ji použít i pro nástroje neřezné, případně i pro konstrukční díly, jestliže se u nich vyžaduje mimořádná odolnost proti opotřebení.The steel produced by the process of the invention contains titanium particles precipitated by rapid solidification of the granules in a substantially finer form than when solidifying an alloy of the same composition in a conventional size ingot. The adverse effect of the particles on the toughness of the steel is thus significantly reduced while maintaining a favorable effect on hardness and wear resistance. The process described can be used to produce both semi-finished and finished products. The steel produced by the proposed process is suitable for the production of the most stressed cutting tools. It can also be used for non-cutting tools or for structural parts if they require extra wear resistance.

Způsob výroby podle vynálezu je založen na technologii granulace roztavené slitiny a následujícího slinování granulátu. Podle tohoto způsobu se ocel obohacená požadovaným množstvím sloučeniny titanu roztaví a tavenina se některým ze známých gostupů granuluje, například rozprašováním neutrálním plynem, vodou a podobně. Vzniklý práškový granulát se poté po případném předběžném zpracování, mletí, žíhání a podobně, lisuje a spéká. Pro lisování a spékání může být použito různých postupů práškové metalurgie, které jsou již zavedeny při výrobě nástrojových materiálů.The process according to the invention is based on the technology of granulating the molten alloy and subsequently sintering the granulate. According to this method, steel enriched with the required amount of titanium compound is melted and the melt is granulated by some of the known methods, for example by spraying with neutral gas, water and the like. The resulting powder granulate is then compressed and sintered after optional pretreatment, milling, annealing and the like. Various powder metallurgy processes already in use in the manufacture of tool materials can be used for stamping and sintering.

Příklad 1Example 1

4.5 % hmotnostních uhlíku % hmotnostních chrómu % hmotnostních molybdenu % hmotnostních titanu4.5% by weight carbon% by weight chromium% by weight molybdenum% by weight titanium

73.5 % hmotnostních železa se roztaví a poté granuluje proudem dusíku. Práškový granulát se uzavře do evakuovaného ocelového kontejneru a po předběžném izostatickém lisování za studená se spéká při izostatickém lisování za tepla při teplotě 1 150 až 1 200°C a tlaku 150 MPa.73.5% by weight of iron is melted and then granulated with a stream of nitrogen. The powder granulate is enclosed in an evacuated steel container and after pre-isostatic cold pressing is sintered by isostatic hot pressing at a temperature of 1150 to 1200 ° C and a pressure of 150 MPa.

Příklad 2 % hmotnostních uhlíkuExample 2% by weight of carbon

1.5 % hmotnostních křemíku1.5% silicon by weight

4.5 % hmotnostních chrómu4.5% by weight of chromium

3.5 % hmotnostních wolframu3.5% by weight of tungsten

1.5 % hmotnostních molybdenu1.5% by weight of molybdenum

64.5 % hmotnostních ferotitanu (koncentrace Ti 33 % hmotnostních)64.5% ferrotitanium (Ti concentration 33%)

18.5 % hmotnostních železa se roztaví a poté granuluje proudem vody. Po rozemletí a žíhání ve vakuu 10“^ Pa při 900°C se granulát uloží do evakuovaného kontejneru, izostaticky lisuje za studená a pak'tváří za tepla při teplotě 950 až 1050°C protlačováním, válcováním nebo kováním.18.5% by weight of iron is melted and then granulated with a stream of water. After grinding and annealing under a vacuum of 10 mbar at 900 ° C, the granulate is placed in an evacuated container, isostatically cold pressed and then thermoformed at 950-1050 ° C by extrusion, rolling or forging.

Oceli vyrobené popsaným postupem jsou vhodné pro výrobu vysoce výkonných nástrojů, zejména řezných pro obrábění těžkoobrobitelných materiálů nebo pro velké řezné rychlosti a pro výrobu nástrojů s dlouhou trvanlivostí.The steels produced by the process described are suitable for the production of high-performance tools, in particular cutting tools for machining difficult-to-machine materials or for high cutting speeds and for the production of tools with a long tool life.

Claims

CLAIMS 1. A process for the production of hardenable steel containing 10 to 70% by volume of titanium compounds, for example titanium carbide or carbonitride, wherein 30 to 90% by weight of the structure are matrices of 0.3 to 0.7% by weight of carbon, not more than 3% by weight of silicon. , not more than 5% by weight of chromium, not more than 2% by weight of vanadium, 1 to 9% by weight of tungsten, not more than 4% by weight of molybdenum, not more than 10% by weight of cobalt. state in the form of a compound and / or individual components, after which the alloy is granulated, compressed and sintered.

2. A process according to claim 1, wherein the titanium compound components are added at least in part to the alloy in the form of an alloy or a compound, for example ferrotitanium and trimide carbide.

3 ·. 5. The process according to claim 1, wherein, after quenching, no more than 10% by volume of undissolved tungsten carbides, molybdenum and / or vanadium or complex carbides of these metals are present in the steel structure.