Екзотермічна суміш для одержання термітної швидкорізальної сталі р9к5л

Екзотермічна суміш для одержання термітної швидкорізальної сталі Р9К5л, 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 додат 2 3 93323 швидкорізальної сталі Р9К5л необхідного хімічного складу. Завдання винаходу полягає у отриманні високоперегрітої швидкорізальної сталі Р9К5л з оксидів легуючих елементів або їх порошків при їх відновленні алюмінієм і при мінімальному випалюванні легуючих елементів. Поставлене завдання досягається таким чином, що екзотермічна суміш для отримання термітної швидкорізальної сталі Р9К5л, яка містить фероалюмінієвий терміт, що складається з оксиду феруму, порошку алюмінію, а також оксиди легуючих елементів або порошки цих елементів, яка 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, та як оксиди легуючих елементів або їх порошки використовують хром металевий або ферохром ФХ65-7А, силікокальцій С40Л10, феросиліцій ФС65Ал3,5, ферованадій (75%-ий), карбон, кобальт, молібден, оксид вольфраму при таких співвідношеннях компонентів екзотермічної суміші, мас. %: хром металевий 3,4-4,4 або ферохром ФХ65-7А 65%-ий (5,2-6,8); силікокальцій С40Л10 та феросиліцій ФС65Ал3,5 1,5-2,0; ферованадій (75%-ий) 2,1-3,5; карбон 1,4-1,7; кобальт 4,9-6,1; молібден 0,6-0,8; оксид вольфраму WO3 9,1-12,8; порошок алюмінієвий марок 17,2-19,3(17,6ПА-3-ПА-6 19,9); 4 залізна окалина F3O4 у вигляді відходів ковальського і прокатного виробництв решта. Перевага використання екзотермічної суміші даного складу полягає у тому, що це дозволяє отримувати швидкорізальну сталь Р9К5л в умовах ремонтних майстерень, цехів та інших виробничих приміщень не пристосованих для звичайних методів плавлення сплавів, а також з'являється можливість здійснювати наплавлення швидкорізальною сталлю Р9К5л, а обмеження у складі екзотермічної суміші для одержання швидкорізальної сталі Р9К5л 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 Р9К5л Склад шихти1 Хімічний склад термітних швидкорізальних сталей (% за мас.) 1 С Ферохром (65%-вий) WO3 Ферованадій (75%-вий) Силікокальцій та феросиліцій Co Mo Алюмінієвий порошок ПА-4 Залізна окалина С Сr W V Мо Со Al Fe Вміст S і Р повинен складати не більше 0,02%. 1,42 6,15 11,63 2,80 1,70 5,80 0,7 19,10 решта 0,85 4,00 9,30 2,10 0,2 5,7 0,10 решта 5 93323 6 Характеристики синтезованої металотермічної швидкорізальної сталі Р9К5л, а саме питома маса (  ), твердість (HRC) наведені у табл. 2. Таблиця 2 Фізико-механічні властивості та особливості структури термітної швидкорізальної сталі Р9К5л Марка сталі -аналог промислової Р9К5л  , з кг/м (х103) 8,3 HRC 60 Маса карбідної фази, % 21 Залишковий аустеніт у поверхневому шарі, % 67 Основним параметром, що встановлює різальні властивості швидкорізальних сталей, крім твердості, є їх теплостійкість, що наведена у табл.3. Таблиця 3 Службові властивості синтезованої термітної швидкорізальної сталі Р9К5л Марка сталі - аналог промислової Відносна шліфованість Теплостійкість, °С Р9К5л 0,5 640 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 Р9К5л можна застосовувати для процесу різання, демонструючи властивості кращі, ніж у сплаву, отриманого промисловими технологіями. Таким чином, враховуючи автономність процесу синтезу швидкорізальної сталі Р9К5л, незалежність від складного обладнання, потужних джерел енергії та високу швидкість і продуктивність процесу (час горіння суміші триває 20-30 с), 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 Р9К5л 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 виробництво повертається також ферум, який вміщується у залізній окалині, а також замість порошків металів та їх оксидів можна використо Комп’ютерна верстка Д. Шеверун вувати 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 В 22 Д 27/06. 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 В 22Д7/00. 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: 7С22С1/00, С21С 1/08. 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: В23К 23/00, В23Р 15/00. Спосіб металотермічного приварювання інструментальної пластини із швидкорізальної сталі до основи інструменту /Ю.Ю.Жигуц, Ю.Ю.Скиба. Опубл. 26.11.2007. -Бюл. №19. Підписне Тираж 23 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