Екзотермічна суміш для одержання термітної швидкорізальної сталі р9л

Екзотермічна суміш для одержання термітної швидкорізальної сталі Р9л, яка містить фероалюмінієвий терміт, що містить оксид феруму та алюмінієвий порошок, а також оксиди легуючих елементів або порошки цих елементів, яка відрізняється тим, що фероалюмінієвий терміт C2 2 (19) 1 3 90823 відрізняється тим, що вміст сірки і фосфору в фероалюмінієвому терміті не більше 0,02%, а як оксид феруму використовують залізну окалину у вигляді відходів ковальського і прокатного виробництв, а як оксиди легуючих елементів або їх порошки використовують хром металевий або ферохром ФХ65-7А, силікокальцій С40Л10, феросиліцій ФС65Ал3,5, ферованадій (75%-ий), карбон, молібден, оксид вольфраму при таких співвідношеннях компонентів екзотермічної суміші, мас.%: хром металевий 3,3-4,4; або ферохром ФХ65-7А 65%-ий (5,1-6,8); силікокальцій С40Л10 та феросиліцій ФС65Ал3,5 1,5-2,0; ферованадій (75%-ий) 1,2-1,9; карбон 1,4-1,7; молібден 0,6-0,8; оксид вольфраму WO3 9,3-11,2; порошок алюмінієвий марок ПА-3- 19,6-20,6 ПА-6 (20,0-21,2); залізна окалина F3O4 у вигляді відходів ковальського і прокатного виробництв: 54,4-63,1. Перевага використання екзотермічної суміші даного складу полягає у тому, що це дозволяє отримувати швидкорізальну сталь Р9л в умовах 4 ремонтних майстерень, цехів та інших виробничих приміщень не пристосованих для звичайних методів плавлення сплавів, а також з'являється можливість здійснювати наплавлення швидкорізальною сталлю Р9л, а обмеження у складі екзотермічної суміші для одержання швидкорізальної сталі Р9л за сіркою та фосфором призводить до синтезу сплаву з гарантованим хімічним складом без забруднюючих домішок, які суттєво зменшують механічні і службові властивості матеріалу. У складі металотермічної шихти використані оксиди легуючих елементів, що відновлюються алюмінієм. Проведено відповідні термохімічні та термокінетичні розрахунки на основі стехіометричного складу компонентів із врахуванням засвоєння їх з шихти. Приклад конкретного використання. Використовується сплав, що отриманий у металотермічному реакторі в результаті горіння термітної суміші відповідного складу [4], що наведений у табл.1. Алюмінієвий порошок у даному складі шихти може бути замінений на мливо алюмінієвої стружки - відходи металорізального виробництва. Замість порошку карбону може використовуватись графіт, сажа та ін. Таблиця 1 Хімічний склад термітної швидкорізальної сталі та склад шихти для синтезу швидкорізальної сталі Р9л Марка сталі - аналог промислової С Ферохром (65%-вий) WO3 Ферованадій (75%-вий) Силікокальцій та феросиліцій Мо Алюмінієвий порошок ПА-4 Залізна окалина Хімічний склад термітних С швидкорізальних сталей (% Сr за мас.) W V Мо AІ Fe Склад шихти1 1 Р9л 1,42 6,00 10,88 2,67 1,70 0,70 19,96 57,47 0,85 3,90 8,70 2,00 0,20 0,10 84,25 Вміст S і Р повинен складати не більше 0,02мас.%. Характеристики синтезованої металотермічної швидкорізальної сталі Р9л (питома маса , твердість HRC, межа міцності на розтяг в, ударна в'язкість н) наведені у табл. 2. Таблиця 2 Фізико-механічні властивості та особливості структури термітної швидкорізальної сталі Р9л Марка сталі-аналог промислової , кг/м3 (хіО3) HRC МПа Р9л 8,4 59 1510 1 в, 1 2 н, МДж/м 130,0 Випробування проводилися на взірцях із U-подібним надрізом. Залишковий аустеніт Маса карбідної у поверхневому шафази, % рі, % 20 64 5 90823 6 Основними параметрами, що встановлюють різальні властивості швидкорізальної сталі, крім твердості, є її теплостійкість і період стійкості матеріалу при заданій швидкості різання, що наведені у табл.3 і 4. Таблиця 3 Службові властивості синтезованої термітної швидкорізальної сталі Р9л Марка сталі - аналог промислової Р9л Відносна шліфованість 0,6 Теплостійкість, °С 630 Таблиця 4 Період стійкості1 (у хвилинах) при точінні у залежності від швидкості різання Марка синтезованої швидкорізальної сталі Р9л 30 92/80 Швидкість різання, м/хв. 50 107/100 100 61/56 1 У чисельнику період стійкості, що відноситься до експериментальної швидкорізальної сталі, а у знаменнику – до промислової аналогічної сталі за [5]. Для оцінки періоду стійкості термітної швидкорізальної сталі Р9л (у хвилинах) використовувалися стандартні пластини для прохідних різців, тип 01, код ОКП 0045 ГОСТ 25395-82 при умовах точіння Сталі 50 ГОСТ 1050-88 у залежності від швидкості різання при різних режимах обробки на токарно-револьверному верстаті мод. Т1 - глибина різання 1мм, подача - 0,08мм/об (див. табл.4). Отримані дані свідчать, що спосіб отримання сплаву, умови твердіння і особливості синтезованого сплаву позитивно вплинули на властивості синтезованої сталі, і дозволяють стверджувати, що литу термітну швидкорізальну сталь Р9л можна застосовувати для процесу різання, демонструючи властивості кращі, ніж у сплаву, отриманого промисловими технологіями. Таким чином, враховуючи автономність процесу синтезу швидкорізальної сталі Р9л, незалежність від складного обладнання, потужних джерел енергії та високу швидкість і продуктивність процесу (час горіння суміші триває 20-30с), відкриваються широкі можливості для використання наплавлення термітної швидкорізальної сталі. Техніко-економічна ефективність. Використання металотермічного плавлення економічно доцільне у випадках, коли потрібно терміново (за лічені секунди) отримати рідку швидкорізальну сталь Р9л при відсутності джерел електроенергії, складного обладнання для плавлення металу та ін., тобто в ремонтних неспеціалізованих майстернях і навіть «польових» умовах. Насправді ефект від використання термітної швидкорізальної сталі ще більший тому, що у ви Комп’ютерна верстка В. Мацело робництво повертається також ферум, який вміщується у залізній окалині, а також замість порошків металів та їх оксидів можна використовувати мливо стружки - відходи металорізального виробництва. Винахід може бути застосований у інструментальному виробництві при терміновому виготовленні заготовок інструментів (наприклад різців), а також при термітному наплавленні інструментальних матеріалів на поверхні заготовок у ремонтних цехах. Джерела інформації 1. А.С. №969449 (СССР) МКИ В22D27/06. 533664. Экзотермическая смесь для изготовления прибылей /Н.Н.Александров, В.И.Куликов, А.И. Беляев и др. 1982, Б.И., М., №40. - С.47. 2. А.С. 1260108 (СССР) МКИ В22D7/00. Способ получения стальной отливки / Б.А. Рыбальченко, Н.И. Мурашев, В.И. Коваленко. М, 1986, Б.И., №36.-С.33. 3. Патент України №49264А МПК: 7 С22С1/00, С21С1/08. Екзотермічна суміш для живлення виливків з високолегованих сталей/ Ю.Ю. Жигуц, Ю.Ю. Скиба. Опубл.16.09.2002. -Бюл. №9. - прототип.. 4. Патент України №27948 МПК: В23К23/00, В23Р15/00. Спосіб металотермічного приварювання інструментальної пластини із швидкорізальної сталі до основи інструменту/ Ю.Ю. Жигуц, Ю.Ю. Скиба. Опубл. 26.11.2007. - Бюл. №19. 5. Справочник инструментальщика/Под. Ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение, 1987. 846c. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601