CS272825B1 - Tough secondary hardenable steel - Google Patents

Tough secondary hardenable steel Download PDF

Info

Publication number
CS272825B1
CS272825B1 CS686489A CS686489A CS272825B1 CS 272825 B1 CS272825 B1 CS 272825B1 CS 686489 A CS686489 A CS 686489A CS 686489 A CS686489 A CS 686489A CS 272825 B1 CS272825 B1 CS 272825B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
traces
steel
chromium
hardenable steel
cold
Prior art date
Application number
CS686489A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS686489A1 (en
Inventor
Jiri Ing Csc Krejcik
Vaclav Ing Lieberzeit
Original Assignee
Jiri Ing Csc Krejcik
Vaclav Ing Lieberzeit
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Ing Csc Krejcik, Vaclav Ing Lieberzeit filed Critical Jiri Ing Csc Krejcik
Priority to CS686489A priority Critical patent/CS272825B1/en
Publication of CS686489A1 publication Critical patent/CS686489A1/en
Publication of CS272825B1 publication Critical patent/CS272825B1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

Steel intended for cold volume forming and cutting has a composition by weight of 0.5 to 0.8 % carbon, 3.8 to 5.2 % chromium, 1.0 to 3.0 % molybdenum, 1.0 to 3.0 % wolfram, 0.5 to 0.9 % vanadium, traces up to 0.01 % cerium, traces up to 0.01 % calcium, traces up to 0.01 % magnesium and 0.02 to 0.07 nitrogen.

Description

(57) Ocel určená pro objemové tváření a stříhání za studená má složení 0,5 až 0,8 % hmot. uhlíku, 3,8 až 5,2 % hmot. chrómu, 1,0 až 3,0 % hmot. molybdenu, 1,0 až 3,0 % hmot. wolframu, 0,5 až 0,9 % hmot vanadu, stopy až 0,01 % hmot. eeru, stopy až 0,01 % hmot. vápníku, stopy až 0,01 % hmot. hořčíku a 0,02 až 0,07 hmot. dusíku.(57) Steel intended for bulk forming and cold cutting has a composition of 0,5 to 0,8% by weight. % carbon, 3.8 to 5.2 wt. % chromium, 1.0 to 3.0 wt. % molybdenum, 1.0 to 3.0 wt. 0.5 to 0.9% by weight of vanadium, traces up to 0.01% by weight of tungsten; eeru, traces up to 0.01 wt. calcium, traces up to 0.01 wt. % magnesium and 0.02-0.07 wt. nitrogen.

272 825 (ID , (13) Bl (51) Int. CI.5 272 825 (ID, (13) Bl (51) Int. CI. 5

C 22 C 38/22, C 22 C 38/24OJ C 22 C 38/22, C 22 C 38/24

CS 272 825 BICS 272 825 BI

Vynález se týká houževnaté, sekundárně vytvrditelné oceli pro práci za studená, vhodné pro nástroje pracující v podmínkách velkého tlakového namáhání, cyklického rázového namáhání a kombinace abrazivního a adhezního opotřebení.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to tough, secondary hardenable cold-working steels suitable for tools operating under high pressure, cyclic impact and combinations of abrasive and adhesive wear.

Ve skupině houževnatých ocelí pro práci za studená s dobrou pevností a odolností proti opotřebení se v současné době vyrábějí oceli na bázi wolfram-chrom, chrom-molybdeň-vanad, nikl-chrom apod. Jedná se vesměs o mírně podeutektoidní až mírně nadeutektoidní oceli. Kombinace vlastností, odolnosti proti potřebení a pevnostní parametry v tlaku na straně jedné a rázové houževnatosti a únavové charakteristiky na straně druhé však nejsou na požadované úrovni. S rostoucí popouštěcí teplotou sice rostou plastické vlastnosti, podstatně však klesají pevnostní parametry a otěruvzdornost. Proto se tyto.oceli popouští na teploty do 300 až 350 °C. Nevýhodou těchto relativně nízkých popouštěcích teplot je, že brání použití moderních povrchových úprav funkčních ploch chemicko-tepelným zpracováním a fyzikálními postupy povlakování, které vyžadují teploty vyšší. Rovněž kalící pnutí jsou po tomto nízkotepelném popouštění ještě značná a zabraňují širšímu uplatnění progresivních způsobů elektroerozivního obrábění.In the group of cold-hardened steels with good strength and wear resistance, tungsten-chromium, chromium-molybdenum-vanadium, nickel-chromium, etc. steels are currently produced. However, the combination of properties, resistance to wear and compressive strength on the one hand and impact strength and fatigue characteristics on the other are not at the desired level. With increasing tempering temperature, plastic properties increase, however, the strength parameters and abrasion resistance significantly decrease. Therefore, these steels are tempered to temperatures up to 300-350 ° C. The disadvantage of these relatively low tempering temperatures is that they prevent the use of modern functional surface treatments by chemical heat treatment and physical coating processes that require higher temperatures. Also, the quenching stresses are still considerable after this low temperature tempering and prevent the wider application of progressive methods of EDM.

V poslední době se z výše uvedených důvodů prosazují ve skupině tvářecích a střížních nástrojů za studená ledeburitické oceli, které se popouští na teploty nad 500 °G. Oceli mají vysokou odolnost proti opotřebení a vysokou mez pevnosti v tlaku. Úroveň houževnatosti, odolnosti proti vyštipování funkčních hran a vlastností únavových je však nedostatečná. Vzhledem k vysokému obsahu legujících přísad je jejich výroba neekonomická, polotovary mají značnou heterogenitu a karbidickou řádkovitost, které vedou k výrazné anizotropíi vlastností. Rovněž využití většího množství přísad pro zpevnění oceli je nízké s ohledem na jejich vazbu v eutektických karbidech a tím neúčast -ve strukturních přeměnách při popouštění v oblasti sekundární tvrdosti. Ro tepelném zpracování v provozních podmínkách závodů mají oceli mnohdy zvýšený obsah stabilizovaného austenitu, který zhoršuje užité vlastnosti oceli v důsledku nižších pevnostních hodnot a plastických deformací funkčních hran.Recently, for the above reasons, they have been established in the group of cold ledeburitic steel forming and shearing tools, which are tempered to temperatures above 500 ° C. The steels have high wear resistance and high compressive strength. However, the level of toughness, resistance to chipping of functional edges and fatigue properties is insufficient. Due to the high content of alloying additives, their production is uneconomical, the semi-finished products have considerable heterogeneity and carbide rows, which lead to a significant anisotropy of properties. Also, the use of a greater amount of steel reinforcing additives is low due to their bonding in eutectic carbides and thus not participating in the structural changes in tempering in the region of secondary hardness. In heat treatment under plant operating conditions, steels often have an increased content of stabilized austenite, which worsens the used properties of the steel due to lower strength values and plastic deformations of the functional edges.

Uvedené nedostatky odstraňuje houževnatá, sekundárně vytvrditelná ocel podle vynálezu, určená pro objemové tváření a stříhání za studená, obsahující 1 až 3 % hmot. molybdenu, 1 až 3 % hmot. wolframu, 3,8 až 5,5 % hmot. chrómu, stopy až 0,01 % hmot. ceru, stopy až 0,01 % hmot. vápníku, stopy až 0,01 % hmot. hořčíku a 0,02 až 0,07 % hmot. dusíku. Podstatou řešení je, že ocel dále obsahuje nižší obsah uhlíku 0,5 až 0,8 % hmot. a 0,5 až 0,9 96 hmot. vanadu.The abovementioned drawbacks are eliminated by the tough secondary secondary hardenable steel intended for bulk forming and cold shearing, containing 1 to 3 wt. % molybdenum, 1 to 3 wt. % tungsten, 3.8 to 5.5 wt. chromium, traces up to 0.01 wt. cerium, traces up to 0.01 wt. calcium, traces up to 0.01 wt. % magnesium and 0.02-0.07 wt. nitrogen. The principle of the solution is that the steel further contains a lower carbon content of 0.5 to 0.8% by weight. and 0.5 to 0.9 96 wt. vanadium.

Vhodné kombinace vlastností - vysoké houževnatosti a odolnosti proti únavovému porušení při velmi dobré odolnosti proti opotřebení, obrobitelností a obrusitelnosti se dosahuje tepelným zpracováním. Technologie tepelného zpracování spočívá v kalení z teploty v rozmezi Ac1 2 + 100 až Ac1 2 + 300 °C v oleji, na vzduchu, v solné lázni o teplotě 220 až 500 éC nebo v proudů inertního plynu a popouštění nejméně dvakrát při teplotě ležící 0 až 100 °C za maximem sekundární tvrdosti. Alternativně se ocel kalí z teploty Ac. 0 + 20 °C až Ac, , + 100 °C do oleje, ve vzduchu, v solné lázni o teplotě 220 až 500 C nebo v proudu inertního plynu a popouští na teplotě 150 az 300 °C.A suitable combination of properties - high toughness and fatigue failure resistance with very good wear, machinability and abrasion resistance is achieved by heat treatment. The technology of heat treatment comprises hardening from a temperature in the range of Ac 1 2 + 100 to Ac 1 2 + 300 ° C in oil, in air, in a salt bath at 220 to 500 s C or in an inert gas stream and tempering at least twice at lying 0 to 100 ° C beyond the maximum secondary hardness. Alternatively, the steel is quenched from Ac. 0 + 20 ° C to Ac, + 100 ° C to oil, air, in a salt bath at a temperature of 220 to 500 ° C or in a stream of inert gas and tempered at a temperature of 150 to 300 ° C.

Ocel podle vynálezu je vhodná pro následné povrchové úpravy moderními fyzikálními procesy, povlakování vrstvami TiN a TiC a pro laserové tepelné opracování, i pro klasické pochody chemicko-tepelného zpracování nitridací a karbonitridací. Vzhledem k výši popouštěcích teplot nad 500 °C je získaná struktura bez kalicích pnutí, proto lze s výhodou aplikovat progresivní technologii výroby tvaru nástrojů elektrojiskrovým obráběním.The steel according to the invention is suitable for subsequent surface treatment by modern physical processes, TiN and TiC coating and for laser heat treatment, as well as for classical chemical-heat treatment processes by nitriding and carbonitriding. Due to the tempering temperatures above 500 ° C, the structure obtained is free of hardening stresses, therefore, progressive technology of tool shape production by electro-spark machining can be advantageously applied.

Ocel je vhodná na nástroje pro objemové tváření za studená, střižní nástroje, zejména pro moderní postupy přesného stříhání a postupného vystřihování, pro děrovací razníky a obráběcí nástroje. Rro další zlepšení užitných vlastností a výkonnosti je ·>The steel is suitable for cold bulk forming and shearing tools, especially for modern precision cutting and gradual cutting, punching and machining tools. Further improvement in performance and performance is ·>

CS 272 825 B1 doporučeno povlakování funkčních částí nástrojů vrstvami TiN a TiC nebo nitridace a karbonitridace povrchu.CS 272 825 B1 coating of functional parts of tools with TiN and TiC or nitriding and carbonitriding of the surface is recommended.

Ocel podle vynálezu je blíže popsána v následujících příkladech:The steel according to the invention is described in more detail in the following examples:

Příklad 1 ' Ocel o chemickém složení 0,62 % hmot. uhlíku, 3,9 % hmot. chrómu, 2,2 % hmot. wolframu, 1,4 % hmot. molybdenu, 0,7 % hmot. vanadu, 0,007 % hmot. ceru, 0,062 % hmot. dusíku, 0,001 % hmot. vápníku a 0,005 % hmot. hořčíku byla použita na výrobu razníku pro ražení hlav šroubů M 16 za studená. V porovnání s vysokolegovanou ocelí ,9 830 došlo ke dvojnásobnému zvýšení životnosti. Ocel byla teplotně zpracována za těchto podmínek:Example 1 Steel with a chemical composition of 0.62 wt. % carbon, 3.9 wt. % chromium, 2.2 wt. % tungsten, 1.4 wt. % molybdenum, 0.7 wt. vanadium, 0.007 wt. % cerium, 0.062 wt. % nitrogen, 0.001 wt. % calcium and 0.005 wt. Magnesium was used for the production of cold stamping punches for M 16 screw heads. Compared to high-alloy steel, 9,830, the service life has doubled. The steel was heat treated under the following conditions:

kalicí teplota: 1080 °C ochlazovací prostředí: dusík popouštěcí teplota: 540 °C finální tvrdost: 59 až 60 HRCquenching temperature: 1080 ° C cooling environment: nitrogen tempering temperature: 540 ° C final hardness: 59 to 60 HRC

Příklad 2Example 2

Razník pro ražení hlav šroubů podle příkladu 1 byl povlakován vrstvou TiN o tlouštce 3 /Um. V porovnání s nepovlakovaným nástrojem došlo k dalšímu zdvojnásobení živostnosti.The screw head punch of Example 1 was coated with a 3 µm TiN layer. Compared to the uncoated tool, the service life has doubled.

Příklad 3Example 3

Ocel o chemickém složení jako v příkladu 1 byla použita pro výrobu razicí zápustky za studená. V porovnání s ocelí 19733 se zvýšila životnost trojnásobně: Podmínky tepelného zpracování byly následující:The chemical composition steel as in Example 1 was used to produce a cold stamping die. Compared to steel 19733, the service life has tripled: The heat treatment conditions were as follows:

kalicí teplota: 1100 °C ochlazovací prostředí: solná lázeň o teplotě 450 °C popouštěcí teplota: 530 °C finální tvrdost: 58 až 59 HRCquenching temperature: 1100 ° C cooling environment: salt bath at 450 ° C tempering temperature: 530 ° C final hardness: 58 to 59 HRC

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Houževnatá, sekundárně vytvrditelná ocel pro objemové tváření a stříhání za studená, obsahující 1 až 3 % hmot. molybdenu, 1 až 3 % hmot. wolframu, 3,8 až 5,5 % hmot. chrómu, stopy až 0,01 % hmot ceru, stopy až 0,01 % hmot. vápníku, stopy až 0,01 % hmot. hořčíku a 0,02 až 0,07 % hmot. dusíku, vaznačená tím, že obsahuje nižší obsah uhlíku 0,5 až 0,8 % hmot. a 0,5 až 0,9 % hmot. vanadu.Tough secondary hardenable steel for bulk forming and cold cutting, containing 1 to 3 wt. % molybdenum, 1 to 3 wt. % tungsten, 3.8 to 5.5 wt. chromium, traces up to 0.01 wt.% cerium, traces up to 0.01 wt. calcium, traces up to 0.01 wt. % magnesium and 0.02-0.07 wt. % of nitrogen, characterized by a lower carbon content of 0.5 to 0.8 wt. and 0.5 to 0.9 wt. vanadium.
CS686489A 1989-10-04 1989-10-04 Tough secondary hardenable steel CS272825B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS686489A CS272825B1 (en) 1989-10-04 1989-10-04 Tough secondary hardenable steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS686489A CS272825B1 (en) 1989-10-04 1989-10-04 Tough secondary hardenable steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS686489A1 CS686489A1 (en) 1990-06-13
CS272825B1 true CS272825B1 (en) 1991-02-12

Family

ID=5416644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS686489A CS272825B1 (en) 1989-10-04 1989-10-04 Tough secondary hardenable steel

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS272825B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS686489A1 (en) 1990-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2420602C2 (en) Alloyed steel and tools or parts made out of alloyed steel
CN1094409C (en) Method for making speed changer gear
Isakov Cutting Data for turning of steel
JP7310723B2 (en) Steel part and its manufacturing method
JP2794641B2 (en) Cold-worked steel with high compressive strength
US6482354B1 (en) High-hardness powder metallurgy tool steel and article made therefrom
CN1161491C (en) Substrate material for the manufacture of saw blades for circular saws, friction saws and gang saws as well as cutting and shaving devices
US5362337A (en) Free-machining martensitic stainless steel
US4052230A (en) Deep hardening machinable aluminum killed high sulfur tool steel
CS272825B1 (en) Tough secondary hardenable steel
EP1069201A2 (en) Steel for induction hardening
EP1218560A1 (en) Steel material, its use and its manufacture
US1982421A (en) Nitrided article of manufacture
Gregory Thermal and chemico-thermal treatments of ferrous materials to reduce wear
US4019930A (en) Deep hardening machinable aluminum killed high sulfur tool steel
JPH0317891B2 (en)
Toirov et al. Applications of HSS alloys for the production of planetary core cutting heads for tapping holes
CN1269985C (en) Steel for plastic injection moulding die with excellent mechanical workability
Wani et al. A review on carburizing temperature and the mechanical behaviour of mild steel
JP2000080446A (en) Induction hardened rolling member
KR20030087086A (en) Steel article
JP3435742B2 (en) Forging tool and its manufacturing method
SU1752792A1 (en) Method of heat treatment of high-speed steel parts
US3749568A (en) Steel suitable for razor blades
Becherer Introduction to heat treating of tool steels