Спосіб виготовлення газорозпиленого порошку швидкорізальної сталі

Реферат: Спосіб отримання газорозпиленого порошку швидкорізальної сталі включає розплавлення металу, злив його в металоприймач і розпилення азотом. При цьому розплав нагрівають до 1750-1800 °C і після досягнення цієї температури охолоджують до температури зливу 16001650 °C. UA 98196 U (12) UA 98196 U UA 98196 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до металургійної галузі, в частині порошкової металургії, зокрема проблем поліпшення мікроструктури і властивостей порошку, а також виробів з нього. Відомий спосіб ["Технологічні процеси виробництва порошкових швидкорізальних сталей" Ю.Г. Орлов та ін. Препринт № 14, 1985 г. ІПМ НА України] отримання порошку методом розпилення розплавів інертними газами (Аr, Не). У порівнянні з іншими промисловими способами (відновлення, розмелювання) він забезпечує рівномірний розподіл всіх компонентів в обсязі кожної частинки порошку. Недоліком даного способу є утворення газових пор в частинках, що робить практично неможливим компактування такого порошку в герметичних контейнерах. Тому для розпилення швидкорізальних сталей використовують азот. Як найближчий аналог прийнятий спосіб отримання порошку швидкорізальної сталі на заводі "Дніпроспецсталь" [В.Н. Макогон та ін. "Оптимізація і освоєння промислової технології одержання порошку швидкорізальної сталі". У тематичному збірнику наукових праць "Структура і властивості інструментальних і підшипникових сталей" М. Металургія, 1984, с. 12-15], який включає розплавлення металу в індукційній печі, злив його в металоприймач і розпилення азотом високого тиску в герметичну колону. При цьому метал у печі нагрівається до 16001640 °C, витримується 25-35 хв. і охолоджується до температури зливу. Недоліком даного способу є низька пресованість і наявність дендритної структури в порошку, яка знижує його мікрооднорідність. Порошок швидкорізальної сталі, отриманий методом газового розпилення, має сферичну форму і порівняно високу твердість після відпалу (HV 400 МПа). Тому холодне статичне пресування навіть при тиску 1000 МПа не забезпечує форму пресовки і потрібне використання зв'язки-пластифікатора. Задача корисної моделі - покращення властивостей порошку та виробів з нього. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб, як і найближчий аналог, передбачає розплавлення металу, злив його в металоприймач і розпилення азотом при тиску 0,5-10,8 МПа. Згідно з корисною моделлю, порошок отримують з використанням перегріву розплаву до 17504800 °C з подальшим охолодженням до температури зливу (1600÷1650 °C) і розпиленням. Суть корисної моделі полягає в розплавленні металу, зливу його в металоприймач і розпилення азотом, причому розплав нагрівають до 1750-1800 °C і після досягнення цієї температури охолоджують до температури зливу 1600-1650 °C. Одержаний порошок має більш високу мікрооднорідність, має комірчасту, а не дендритну структуру, має кращі технологічні властивості (насипна щільність, пресованість). Інструмент, виготовлений з такого порошку, також має більш високі показники по теплостійкості і зносу. Приклади виконання способу наведені в таблиці. Приклад 1 Для отримання порошку ст. Р6М5Ф3 використовувалася установка УРС-40 з вертикальним напрямком потоків металу і газу. Розплав нагрівався в індукційній печі до 1750 °C. Витримка при цій температурі практично не робить впливу, тому що визначальною є температура, при якій досягається гомогенізація розплаву, і ступінь переохолодження металу, що розпилюється. Потім він охолоджується разом з піччю до температури зливу 1650 °C, переливається в металоприймач і розпилюється азотом під тиском 0,7 МПа. Такий порошок менш сферичний і має підвищену дисперсність, тому що текучість перегрітого розплаву вища. Мікроструктура має не дендритний, а клітинний характер і відрізняється більш високою мікрооднорідністю. Після вакуумного відпалу мікротвердість порошку становить HV 350 МПа, що на 50 МПа нижче, ніж у порошку, отриманому за технологією найближчого аналога, і тому він більш пластичний і краще пресується. Статичне пресування під тиском 1000 МПа дає щільність 89 % від теоретичної (без застосування пластифікатора), що на 7 % вище, ніж у найближчого аналога. Компактний матеріал отриманий методом вакуумного спікання і подальшої гарячої екструзії. Інструмент, виготовлений з такого порошку, має більш високі властивості, має кращі показники після термообробки і більш високу теплостійкість. Стійкість фрез діаметром 10 мм при обробці сплаву ВТ5 вище в 2,5-3 рази у матеріалі, отриманому з застосуванням перегріву розплаву. Порівняльні характеристики для ст. Р6М5Ф3 представлені в таблиці. Приклад 2 Порошок ст. Р6М5К5 отриманий з перегрівом розплаву до 1800° (за технологією, відповідною формулою корисної моделі, має підвищені властивості у порівнянні з порошком, отриманим за технологією заводу "Дніпроспецсталь", а також з порошком, виробленим на цьому заводі (аналогічно властивостям, описаним для ст. Р6М5Ф3 в прикладі 1). Підвищення температури нагріву розплаву обумовлено більш високою температурою ліквідусу. 1 UA 98196 U 5 Використання запропонованої корисної моделі дозволяє покращити властивості отриманого порошку швидкорізальних сталей, що в свою чергу підвищує властивості інструменту виготовленого з нього. Заявлена корисна модель може використовуватися для виготовлення металообробного інструмента. Таблиця Властивості порошку і інструмента із ст. Р6М5ФЗ Густина Твердість після після пресуванн екструзії і Теплостій Насип. Відносна я ТО, кість, Властивості густина стійкість (Тзак=1190 Твід=630 3 г/см інструменту °C, °C, 4 год. >500