DK158795B - PROCEDURE FOR POWDER METAL SURGICAL PREPARATION OF A TOOL STEEL ART - Google Patents

PROCEDURE FOR POWDER METAL SURGICAL PREPARATION OF A TOOL STEEL ART Download PDF

Info

Publication number
DK158795B
DK158795B DK231882A DK231882A DK158795B DK 158795 B DK158795 B DK 158795B DK 231882 A DK231882 A DK 231882A DK 231882 A DK231882 A DK 231882A DK 158795 B DK158795 B DK 158795B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
vanadium
carbon
max
alloy
article
Prior art date
Application number
DK231882A
Other languages
Danish (da)
Other versions
DK158795C (en
DK231882A (en
Inventor
Walter T Haswell
William Stasko
Original Assignee
Colt Ind Operating Corp
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23183484&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DK158795(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Colt Ind Operating Corp filed Critical Colt Ind Operating Corp
Publication of DK231882A publication Critical patent/DK231882A/en
Publication of DK158795B publication Critical patent/DK158795B/en
Application granted granted Critical
Publication of DK158795C publication Critical patent/DK158795C/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

A powder metallurgy article, e.g., a hot working roll or tool or a high toughness cold work tool such as a shear blade or slitter knife, formed from compacted prealloyed powder of an alloy consiting of, in weight percent, manganese 0.2 to 1.5, silicon 2 max., chromium 1.5 to 6, molybdenum 0.50 to 6, sulfur 0.30 max., vanadium 7 to 10, carbon expressed by the formula (.25 minimum, .40 maximum + .16 x percent vanadium), optical carbide forming elements such as tungsten and niobium in amounts up to 5 percent (with the corresponding stoichiometric carbon required for balance) may partially replace vanadium, optional cobalt additions may be included for heat resistance and balance iron and incidental impurities; the article is characterised by a fully martensitic structure with essentially no carbon in the steel matrix in excess of the carbon necessary to combine with the vanadium present to form vanadium carbides and to ensure said fully martensitic structure.

Description

DK 158795 BDK 158795 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til pulvermetallurgisk 5 fremstilling af en værktøjsstålgenstand med slidstyrke, hårdhed, styrke og evne til at modstå termisk udmattelse og chok, ved hvilken fremgangsmåde man fortrinsvis ved gasatomisering danner en portion af partikler af en legering, der i vægtprocent består af 0,2-1,5% mangan, max. 2% silicium, 1,5-6% crom, 10 0,5-6% molybdæn, max. 0,3% svovl, 7-10% vanadium, min. 0,25% carbon til max. 0,40% + 0,16 gange procenten af vanadium og resten jern, der kan indeholde urenheder, der er typiske i praksis inden for stålfremstilling.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for powder metallurgical production of a tool steel article having wear resistance, hardness, strength and ability to withstand thermal fatigue and shock, wherein a gas atomization process preferably forms a portion of alloy particles consisting of 0% by weight. 2-1.5% manganese, max. 2% silicon, 1.5-6% chromium, 10 0.5-6% molybdenum, max. 0.3% sulfur, 7-10% vanadium, min. 0.25% carbon to max. 0.40% + 0.16 times the percentage of vanadium and the balance of iron, which may contain impurities that are typical in steelmaking practice.

15 Fra FR patentskrift nr. 2.436.824 kendes en fremgangsmåde af den angivne art, hvilken kendte fremgangsmåde tjener til fremstilling af værktøjsstål, der anvendes til fabrikation af værktøjer, som arbejder koldt og derfor ikke udsættes for væsentlige termiske belastninger og tryk.15 from FR Patent Specification No. 2,436,824, a method of the kind disclosed is known which serves to produce tool steel used in the manufacture of tools which work cold and therefore not subject to significant thermal stresses and pressures.

2020

Ligeledes kendes fra US patentskrift nr. 3.150.444 én fremgangsmåde, som i det væsentlige er af samme art som den i indledningen angivne, men også de værktøjsstål, der fremstilles ved denne kendte fremgangsmåde, anvendes til fabrikation af 25 værktøjer, som fortrinsvis er beregnet til skærende anvendelse, hvorfor disse værktøjer arbejder koldt' og ikke udsættes for store termiske belastninger og tryk.Also known from U.S. Patent No. 3,150,444, one process which is substantially the same as that set forth in the preamble, but also the tool steel produced by this known method is used for the manufacture of 25 tools which are preferably intended for cutting applications, why these tools work cold 'and not subject to excessive thermal stresses and pressures.

I værktøjsstål, som fremstilles ved de kendte fremgangsmåder, 30 er det kendt at tilsætte vanadium og tilstrækkeligt carbon til at indgå forbindelse med vanadium under dannelse af vanadium-carbider, som bidrager til slidmodstandsdygtighed for legeringen. Af hensyn til styrken er det almindeligt at tilsætte o-verskydende carbon ud over den mængde, som er nødvendig for at 35 indgå forbindelse med vanadium således, at der findes carbon i legeringsmatrixen, hvilket bidrager betydeligt til styrken.In tool steels produced by the known processes, it is known to add vanadium and sufficient carbon to form vanadium to form vanadium carbides which contribute to wear resistance of the alloy. For the sake of strength, it is common to add o-shifting carbon in addition to the amount needed to make a connection with vanadium such that carbon is present in the alloy matrix, which contributes significantly to the strength.

2 DK 158795B2 DK 158795B

Det er almindeligt antaget af fagfolk inden for området, at carbon støkiometrisk skal afbalanceres med vanadium til dannelse af vanadiumcarbid ved tilsætning af 0,2% carbon for hver 1% vanadium i legeringen.It is generally believed by those skilled in the art that carbon stoichiometry must be balanced with vanadium to form vanadium carbide by the addition of 0.2% carbon for each 1% vanadium in the alloy.

55

Ved valseværksvalser og værktøj anvendt til valsning af varmt metal underkastes disse emner vilkår med ekstremt slid som resultat af kontakten med arbejdsemnet, termisk chok som følge af høje temperaturer, der opstår under kontakt med det varme 10 arbejdsemne, og efterfølgende hurtig afkøling, når denne kontakt med arbejdsemnet ophører, og store trykspændinger, som er en følge af de valseadskillende kræfter, der fremkommer under valsningen.For rolling mill rollers and tools used for hot metal rolling, these workpieces are subject to conditions of extreme wear as a result of contact with the workpiece, thermal shock due to high temperatures which come into contact with the hot workpiece, and subsequent rapid cooling when this contact with the workpiece ceases, and large compressive stresses resulting from the roll-separating forces that occur during the rolling.

15 Skønt værktøjsstål fremstillet ved de kendte fremgangsmåder, når disse anvendes til skærende værktøjer, giver god styrke, stor hårdhed og god slidmodstandsdygtighed, har de ikke været tilstrækkelige i visse anvendelser, som for eksempel til fremstillingen af varmt arbejdende valser og værktøj, idet de har 20 tilbøjelighed til at revne på grund af termisk træthed og chok, når de underkastes for drastiske temperaturcykler under anvendelse.Although tool steel made by the known methods when used for cutting tools provides good strength, high hardness and good abrasion resistance, they have not been sufficient in some applications, such as for the production of hot working rollers and tools, having 20 tend to crack due to thermal fatigue and shock when subjected to drastic temperature cycles during use.

Det er derfor formålet med nærværende opfindelse at angive en 25 fremgangsmåde til pulvermetallurgisk fremstilling af en værktøj sstålgenstand, der kombinerer slidmodstandsdygtighed, hårdhed, styrke og modstandsdygtighed mod termiske udmattelsesbrud og chok, og således er særligt egnet til anvendelser med varmt arbejde, for eksempel en valseværksvalse, hvilken pulvermetal-30 lurgisk fremstillede genstand også skal opfylde værktøjskrav til koldforarbejdning ved at kombinere stor hårdhed og fremragende slidmodstandsdygtighed til anvendelser med kritiske krav som knive til skæremaskiner og blade til klippemaskiner. 1It is therefore the object of the present invention to provide a method of powder metallurgical preparation of a tool steel article which combines abrasion resistance, hardness, strength and resistance to thermal fatigue fractures and shocks, and thus is particularly suitable for applications with hot work, such as a rolling mill roll. which powder metallurgically manufactured article must also meet tooling requirements for cold processing by combining great hardness and excellent abrasion resistance for applications with critical requirements such as cutter blades and cutting machine blades. 1

Dette formål opnås ved en fremgangsmåde af den indledningsvist angivne art, hvilken fremgangsmåde ifølge opfindelsen er særegen ved, at man justerer mængden af carbon i forhold til mæng- t 3This object is achieved by a process of the kind mentioned in the preamble, which method is characterized by adjusting the amount of carbon to amount 3

DK 158795 BDK 158795 B

den af vanadium i den nævnte legering på en sådan måde, at der ikke er carbon i stålmatrixen ud over det carbon, som er nødvendigt til at indgå kemisk forbindelse med det tilstedeværende vanadium under dannelse af vanadiumcarbider og til at sikre 5 fuldstændig martensitisk struktur, at man sammensmelter denne blanding af partikler ved en kombination af varme og tryk til dannelse af en sammenhængende masse, som har en densitet på mere end 99% af teoretisk densitet, at man opvarmer massen til austenitisk temperatur, og at man bratkøler massen fra auste-10 nitisk temperatur for at opnå en fuldstændig martensitisk struktur af den fremstillede genstand.that of vanadium in said alloy in such a way that there is no carbon in the steel matrix beyond the carbon needed to chemically connect with the vanadium present to form vanadium carbides and to ensure complete martensitic structure, that this mixture of particles is fused by a combination of heat and pressure to form a coherent mass having a density greater than 99% of theoretical density, heating the mass to austenitic temperature and quenching the mass from auste-10 nitric temperature to obtain a complete martensitic structure of the article produced.

Det er fordelagtigt, når man som omhandlet i krav 2 sammensmelter blandingen til at danne en sammenhængende masse i form 15 af en valseværksvalse, da man herved sparer en række bearbejd-.ningstrin.It is advantageous when, as claimed in claim 2, the mixture is blended to form a coherent mass in the form 15 of a mill mill, thereby saving a number of machining steps.

Det er endvidere fordelagtigt, når den ved fremgangsmåden fremstillede genstand efter bratkølingen har den i krav 3 an-20 givne hårdhed.It is further advantageous when the article produced by the process after quenching has the hardness specified in claim 3.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal angives nærmere i den efterfølgende detaljerede del af beskrivelsen.The process according to the invention will be described in more detail in the following detailed part of the description.

44

DK 158795 BDK 158795 B

Ifølge opfindelsen er grænserne for sammensætning af legeringen nedenstående og angivet i vægtprocent:According to the invention, the limits for composition of the alloy are as follows and in percent by weight:

Mangan 0,2-1,5 5 Silicium max. 2Manganese 0.2-1.5 Silicon max. 2

Crom 1,5-6Crom 1.5-6

Molybdæn 0,5-6Molybdenum 0.5-6

Svovl max. 0,3Sulfur max. 0.3

Vanadium 7-10 10 Carbon min. 0,25 til max. 0,40 + 0,16 gange procenten af vanadium Jern Rest til 100, idet jernet kan in deholde urenheder, der er typiske i praksis inden for stålfremstil-15 ling.Vanadium 7-10 10 Carbon min. 0.25 to max. 0.40 + 0.16 times the percentage of vanadium Iron Rest to 100, the iron being able to contain impurities which are typical in steelmaking practice.

Legeringen kan bruges i forbindelse med pulvermetallurgiteknik på sædvanlig måde og karakteriseres med en total martensitisk struktur i hovedsagen uden carbon i stålmatrixen ud over den 20 carbonmængde, som er nødvendig til forbindelse med den tilstedeværende vanadiummængde til dannelse af vanadiumcarbider og til at sikre den totale martensitiske struktur. Efter bratkøling fra austenitiserende temperatur kan hårdheden være i det mindste 50 Rc til varmt arbejdende anvendelser; mindre hårdhed 25 kan tilvejebringes for krav om koldbearbejdende værktøjer. Med det relativt høje vanadiumcarbidindhold i legeringen er pul-vermetallurgi nødvendig for at sikre en fin, ensartet carbid-distribution, som igen er nødvendig af hensyn til hårdhed og slibelighed.The alloy can be used in the powder metallurgy technique in the usual manner and is characterized by a total martensitic structure substantially free of carbon in the steel matrix in addition to the amount of carbon required to connect the vanadium amount present to form vanadium carbides and to ensure the total martensitic structure. . After quenching from austenitizing temperature, the hardness may be at least 50 Rc for hot working applications; less hardness 25 can be provided for cold working tools requirements. With the relatively high vanadium carbide content of the alloy, powder metallurgy is necessary to ensure a fine, uniform carbide distribution, which in turn is necessary for hardness and abrasiveness.

3030

Terminologien "pulvermetallurgisk genstand", således som den her er anvendt, benyttes til beskrivelse af den ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede værktøjsstålgenstand, som er en sammensmeltet, forlegeret partikelmasse, som er ble-35 vet dannet under en kombination af varme og tryk til frembringelse af en sammenhængende masse med en tæthed i sin endelige form, som er mere end 99% af den teoretiske tæthed; dette om- 5The term "powder metallurgical article" as used herein is used to describe the tool steel article made by the process of the invention, which is a fused, alloyed particle mass formed during a combination of heat and pressure to produce a continuous mass with a density in its final form which is more than 99% of the theoretical density; this about 5

DK 158795 BDK 158795 B

fatter mellemprodukter som barrer, lupper, stænger og lignende halvfabrikater, såvel som færdigvarer som genstande af værktøj sstål, herunder valser, dorne, stempler, forme, slidplader, skæreknive, klippeblade og lignende genstande, som kan frem-5 stilles af mellemproduktformer skabt af udgangsblandingen af forlegerede partikler. Partikelblandingen kan fremstilles ved sædvanlig gasforstøvning.includes intermediates such as bars, loupes, rods and similar semi-finished products, as well as finished goods such as tool steel articles, including rollers, mandrels, pistons, molds, abrasive plates, cutting knives, cutting blades and similar articles which can be manufactured from intermediate forms created by the starting mixture of alloyed particles. The particle mixture can be prepared by conventional gas atomization.

Terminologien "MC-type vanadiumcarbider", således som benyttet 10 i nærværende skrift, anvendes om carbider, der er karakteriseret ved den flade centrerede, kubiske krystalstruktur med M repræsenterende det carbiddannende grundstof, hovedsageligt vanadium; dette omfatter også M4C3-typen af vanadiumcarbider og omfatter også delvis udskiftning af vanadium med andre car-15 biddannende grundstoffer som jern, molybdæn, crom og udskiftning af carbon med nitrogen, så terminologien inkluderer, hvad man betegner carbonitrider. Skønt den pulvermetallurgiske genstand ifølge nærværende opfindelse, således som defineret i dette skrift, indeholder alle MC-typer og M4C3 vanadiumcarbi-20 der, skal det forstås, at andre carbidtyper som M6C, M2C og M23C6 carbider også kan forekomme i mindre mængder, men de er ikke significants ud fra det synspunkt, at opfindelsens mål skal nås, specielt med hensyn til opnåelse af slidmodstandsdygtighed.The terminology "MC-type vanadium carbides", as used herein, applies to carbides characterized by the flat centered cubic crystal structure with M representing the carbide-forming element, mainly vanadium; this also includes the M4C3 type of vanadium carbides and also includes partial replacement of vanadium with other carbide forming elements such as iron, molybdenum, chromium and carbon exchange with nitrogen, so the terminology includes what is termed carbonitrides. Although the powder metallurgical article of the present invention, as defined in this specification, contains all MC types and M4C3 vanadium carbides, it should be understood that other carbide types such as M6C, M2C and M23C6 carbides may also be present in smaller amounts, but are not significant from the viewpoint that the object of the invention is to be achieved, especially with regard to achieving abrasion resistance.

2525

For at bestemme den optimale sammensætning af legeringen, der anvendes ifølge nærværende opfindelse, er eksperimentalblandinger fremstillet ved pulvermetallurgisk teknologi, og mikro-strukturelle analyser er foretaget på varmebehandlede emner 30 for at fastslå sammensætningens balance med hensyn til vanadium og carbon, som kræves for at frembringe fuldstændig marten-sitisk struktur. En sammenfatning af forholdet mellem de mikrostrukturel le observationer og sammensætningerne vises i tabel I, som sammen med øvrige tabeller II-VIII er anbragt sidst 35 i beskrivelsen.To determine the optimum composition of the alloy used in the present invention, experimental mixtures have been prepared by powder metallurgical technology and microstructural analyzes have been performed on heat treated blanks 30 to determine the balance of the composition with respect to vanadium and carbon required to produce complete Martian-sitic structure. A summary of the relationship between the microstructural observations and the compositions is shown in Table I, which, together with other Tables II-VIII, is placed at the end of the description.

Et studium af tabel I viser, at legeringen med 1,78% carbon og 6A study of Table I shows that the alloy with 1.78% carbon and 6

DK 158795 BDK 158795 B

8,80% vanadium er den lettest legerede blanding, som udvikler den helt martensitiske struktur, som er ønsket i vor opfindelse. I det mindste omkring 0,25% carbon er nødvendigt i en matrix for at udvikle en fuldstændigt martensitisk struktur, i-5 det indholdet herudover er til stede i form af MC eller M4C3 carbider, og også at et matrixcarbonindhold på mere end omkring 0,40% kan være skadeligt for hårdheden.8.80% vanadium is the most easily alloyed mixture which develops the wholly martensitic structure desired in our invention. At least about 0.25% carbon is needed in a matrix to develop a completely martensitic structure, in addition to the content of MC or M4C3 carbides present, and also that a matrix carbon content of more than about 0 40% can be harmful to the hardness.

For yderligere at fastslå virkningen af de nævnte blandings-10 komponenters påvirkning på nøgleegenskaberne for legeringen i-følge nærværende opfindelse blev der udført Charpy-V-kærv-slagstyrkeprøver på emner, som var varmebehandlet til hårdhedsområdet HRG 48-50. Resultaterne, der er anført i tabel II, viser, at der i legeringen med 1,78 carbon - 8,80 vanadium 15 (CPM 9V) ifølge opfindelsen kunne konstateres en significant hårdhedsfordel. Specielt viste 1,78 carbon - 8,80 vanadiumlegeringen ifølge opfindelsen en Charpy-V-kærv-slagstyrke på 100 Joule (74 ft-lbs) ved en hårdhed på HRC 49,5, hvilket er en drastisk forbedring i hårdheden (sejheden) ved hårdhedsniveau-20 er, som er sammenlignelige med hårdheden for sædvanlige legeringer .To further determine the effect of the influence of said blend 10 components on the key properties of the alloy of the present invention, Charpy-V notch impact strength tests were performed on blanks which were heat treated to the HRG 48-50 hardness range. The results listed in Table II show that a significant hardness advantage was found in the 1.78 carbon-8.80 vanadium 15 (CPM 9V) alloy of the invention. Specifically, the 1.78 carbon - 8.80 vanadium alloy of the invention showed a Charpy-V notch impact strength of 100 Joules (74 ft-lbs) at a hardness of HRC 49.5, which is a drastic improvement in the hardness (toughness) of hardness level-20 is comparable to the hardness of conventional alloys.

Resultatet af Charpy-V-kærv-slagstyrkeprøver er vist i tabel III for CPM 9V legeringen ifølge opfindelsen ved forskellige 25 varmebehandlinger og hårdheder.The results of Charpy-V notch impact strength tests are shown in Table III of the CPM 9V alloy of the invention at various heat treatments and hardnesses.

Til sammenligningsformål viser tabel IV Charpy-V-kærv-slag-styrkeprøveresultater og hårdheder (Rockwell C skala) for et kendt pulvermetallurgisk fremstillet værktøjsstål med en nomi-30 nel sammensætning i vægtprocent på carbon 2,3, mangan 0,45, silicium 0,89, crom 5,25, vanadium 9,85, molybdæn 1,25 og resten jern. Den afgørende forskel mellem denne legering og den ovenfor nævnte CPM 9V legering er, at der i denne sidstnævnte, kendte legering findes carbon i overskud i den omhandlede ma-35 trix med det formål at øge styrken. Som det fremgår af sammenligningen mellem styrkeværdierne for materialet ifølge opfindelsen, som vises i tabel III, og efter ensartede varmebehand- 7For comparison purposes, Table IV shows Charpy-V notch impact strength test results and hardnesses (Rockwell C scale) for a known powder metallurgically prepared tool steel having a nominal composition by weight of carbon 2.3, manganese 0.45, silicon 0, 89, chromium 5.25, vanadium 9.85, molybdenum 1.25 and the rest iron. The crucial difference between this alloy and the above-mentioned CPM 9V alloy is that in this latter known alloy, carbon is found in excess in the relevant matrix for the purpose of increasing the strength. As can be seen from the comparison between the strength values of the material of the invention shown in Table III and after uniform heat treatment.

DK 158795 BDK 158795 B

lingsvilkår viser materialet ifølge opfindelsen betydeligt større Charpy-V-kærv-slagstyrkeprøveresultater end det kendte materiale, hvis prøveresultater vises i tabel IV parallelt med sammenligningsværdier for CPM 9V. Med det relativt mindre va-5 nadiumindhold i legeringen ifølge opfindelsen sammenlignet med vanadiumindholdet i den kendte legering er det blevet fastslået ifølge opfindelsen, at såfremt carbon forefindes i en mængde på 0,2% carbon for hver % vanadium, kan dette medføre, at carbon forefindes i den omhandlede matrix i en mængde, som er 10 større end den, der kræves for at sikre fuldstændig martensi-tisk struktur, og hårdheden (sejheden) kan skades herved. Derfor skal ifølge opfindelsen carbonindholdet være lig med mindst 0,25%, maksimum 0,40% + 0,16 x vanadiumprocenten.In accordance with the present invention, the material of the invention shows significantly greater Charpy-V notch impact strength test results than the known material, the test results of which are shown in Table IV in parallel with CPM 9V comparison values. With the relatively less vanadium content of the alloy according to the invention compared to the vanadium content of the known alloy, it has been determined according to the invention that if carbon is present in an amount of 0.2% carbon for each% vanadium, this can cause carbon is present in the present matrix in an amount 10 greater than that required to ensure complete martensitic structure and the hardness (toughness) can be damaged thereby. Therefore, according to the invention, the carbon content should be equal to at least 0.25%, maximum 0.40% + 0.16 x vanadium percentage.

15 Det kan ses af tabel V, som gengiver hårdhedsværdierne for ma-terialet ifølge nærværende opfindelse, at hårdheden er sammenlignelig med hårdheden for kendte, varmt arbejdende værktøjsmaterialer efter påvirkning af højere temperaturer, som ligger lidt over det forventede maksimumtemperaturniveau for anven-20 delsen af værktøjsstålgenstanden ifølge opfindelsen.It can be seen from Table V, which shows the hardness values of the material of the present invention, that the hardness is comparable to the hardness of known hot working tool materials after the influence of higher temperatures which is slightly above the expected maximum temperature level for the use of the tool steel article of the invention.

Det ses af de i tabellerne I-V viste data, at man ved at indstille carbonindholdet på et niveau, der udtrykkes med formlen 25 C = min. 0,25%, max. 0,40% + 0,16 x vanadiumprocenten kan opnå en betydelig forbedring med hensyn til hårdhed (sej-hed), således som det vises med Charpy-V-kærv-slagstyrkeprøve-resultaterne for materialet ifølge opfindelsen uden samtidigt 30 at give afkald på den ønskede styrke og hårdhed. Herudover opnår man ved nærværelse af vanadium og tilstrækkelig carbon til, at disse kan indgå kemisk forbindelse med hinanden under dannelse af vanadiumcarbider, at materialet har ekcellent slidmodstandsdygtighed.It is seen from the data shown in Tables I-V that by setting the carbon content at a level expressed by the formula 25 C = min. 0.25%, max. The 0.40% + 0.16 x vanadium percentage can achieve a significant improvement in hardness (toughness), as shown by the Charpy-V notch impact strength test results for the material of the invention without simultaneously renouncing the desired strength and hardness. In addition, in the presence of vanadium and sufficient carbon to allow them to chemically bond with each other to form vanadium carbides, the material has excellent abrasion resistance.

Tabel VI sammenligner, efter varmebehandling, slidmodstandsdygtigheden for CPM 9V materialet ifølge opfindelsen med kend- 35 8Table VI compares, after heat treatment, the wear resistance of the CPM 9V material according to the invention with

DK 158795 BDK 158795 B

te højlegerede, varmt arbejdende værktøjsstål til sædvanlig støbe- og smedeproduktion.tea high-alloyed, hot-working tool steel for usual casting and forging.

Til bedømmelse af slidmodstandsdygtigheden blev krydscylinder-5 prøven anvendt. I denne prøve anbringes et cylindrisk prøveemne (1,59 cm (5/8 tomme) i diameter) af det pågældende koldt arbejdende eller varmt arbejdende værktøjsmateriale og et cylindrisk legeme (1,27 cm (1/2 tomme) i diameter) af wolfram-carbid (med 6% koboltbinder) vinkelret på hinanden. Med en 10 vægtarm påføres en belastning på 6,81 kg (15 Ib.). Derefter roteres wolframcarbidcylinderen med en hastighed på 667 omdrejninger i minuttet. Der påføres ikke smøremiddel. Under prøvens fremadskriden udvikles der et slidpunkt på prøvelegemet af værktøjsmaterialet. Fra tid til anden måles sliddets' 15 udstrækning ved at måle dybden af slidstedet på prøvelegemet, og det omsættes til slidvolumen ved hjælp af et omsætningsforhold, som specielt er opstillet til dette formål. Slidmodstandsdygtigheden eller den reciprokke slidhastighed beregnes efter nedenstående formel: 20To assess the wear resistance, the cross-cylinder test was used. In this test, a cylindrical specimen (1.59 cm (5/8 inch in diameter)) of the cold-working or hot-working tool material is placed and a cylindrical body (1.27 cm (1/2 inch) in diameter) of tungsten -carbide (with 6% cobalt binder) perpendicular to each other. With a 10 weight arm, a load of 6.81 kg (15 lb.) is applied. Then, the tungsten carbide cylinder is rotated at a speed of 667 rpm. No lubricant is applied. During the progress of the test, a wear point develops on the test body of the tool material. From time to time, the extent of wear 15 is measured by measuring the depth of the wear site on the specimen body and it is converted to wear volume by means of a reaction ratio specially designed for this purpose. The wear resistance or the reciprocal wear rate is calculated according to the following formula:

1 LAS LndAN1 LAS LndAN

Slidmodstandsdygtigheden = _ = _ = _Wear resistance = _ = _ = _

slidhastigheden Δν A-Vthe wear rate Δν A-V

25 hvor 3 v = slidvoluminet, (in ) L = påtrykt belastning, (lb.) s = glidelængden, (in.) 30 d = diameteren af wolframcarbidcylinderen, (in.) og N = rotationshastigheden for wolframcarbidcylinderen, 35 (omdr./min.)25 where 3 v = the wear volume, (in) L = applied load, (lb.) s = the sliding length, (in.) 30 d = the diameter of the tungsten carbide cylinder, (in.) And N = the rotational speed of the tungsten carbide cylinder, 35 (rpm). mine.)

Som det kan ses af tabel VI, viser CPM 9V materialet ifølgeAs can be seen from Table VI, CPM 9V shows the material of

9 DK 158795 B9 DK 158795 B

opfindelsen drastisk forbedret slidmodstandsdygtighed i forhold til AISI H13, AISI H19 og AISI H21 ståltyperne selv i tilfælde, hvor hårdheden for CPM 9V materialet er betydeligt lavere end hårdheden for de kendte stålarter.the invention drastically improved wear resistance to the AISI H13, AISI H19 and AISI H21 steel types even in cases where the hardness of the CPM 9V material is significantly lower than the hardness of the known steel types.

55

Prøven har vist resultater, som er tæt korrelerede med de nedslidningsresultater, som viser sig i praksis.The test has shown results that are closely correlated with the wear and tear results that appear in practice.

De termiske træthedsegenskaber for værktøjsstålet ifølge op-10 findelsen, når disse blev sammenlignet med sædvanligt pulver-metallurgisk fremstillede koldt arbejdende værktøjsstål og sædvanlige støbte og smedede stål af denne type, vises i tabel VII; i denne tabel sammenlignes værktøjsstålet ifølge nærværende opfindelse, CPM 9V, med et normalt pulvermetallurgisk 15 fremstillet værktøjsstål med 2,46% carbon og 9,75% vanadium og .et sædvanligt støbt og smedet stål af denne type, som betegnes som AISI H13.The thermal fatigue properties of the tool steel according to the invention when compared with conventional powder metallurgically manufactured cold working tool steel and conventional cast and forged steels of this type are shown in Table VII; In this table, the tool steel of the present invention, CPM 9V, is compared with a normal powder metallurgically manufactured tool steel with 2.46% carbon and 9.75% vanadium and a custom cast and forged steel of this type, designated AISI H13.

Som det kan ses af tabel VII, er den termiske træthedsmod-20 standsevne for CPM 9V materialet ifølge opfindelsen dramatisk bedre end andre, kendte stålarter, som er prøvet, herunder 2,46 carbon - 9,75 vanadium materialet, som er et pulvermetal-lurgisk fremstillet stål, beregnet på kold- og varmbearbejden-de værktøjer.As can be seen from Table VII, the thermal fatigue resistance of the CPM 9V material according to the invention is dramatically better than other known steel species tested, including the 2.46 carbon - 9.75 vanadium material which is a powder metal material. lurgically made steel, designed for cold and hot working tools.

2525

Den termiske træthedsprøve omfatter anvendelsen af en elektrisk opvarmet blygryde, varmtvands bratkølingsbad og et mag-netventilstyret, pneumatikbevæget overføringsorgan til overføring af prøverne mellem blygryden og badet. Prøveemnerne over-30 føres til blybadet gennem en 4-sekunder opvarmningsperiode. De overføres derefter hurtigt til en stilling over vandbadet, hvori de bratkøles i to sekunder ved en vandbadtemperatur på 82°C (180°F). Denne cyklus gentages med en hastighed på 3 cy-kler/minut. Hvert prøveemne tørres i hver cyklus over blygry-35 den i en periode på 5 sek. Inklusive overføringstiden tager hver cyklus omkring 20 sek. Gennem hver cyklus indtræder der forskel i opvarmningen af kanten og centret på hvert prøveem- 10The thermal fatigue test comprises the use of an electrically heated lead pot, hot water quenching bath and a solenoid valve controlled, pneumatically moved transfer means for transferring the samples between the lead pot and the bath. The test pieces are transferred to the lead bath through a 4-second heating period. They are then quickly transferred to a position above the water bath, where they are quenched for two seconds at a water bath temperature of 82 ° C (180 ° F). This cycle is repeated at a rate of 3 cycles / minute. Each specimen is dried over each lead cycle in each cycle for a period of 5 sec. Including the transfer time, each cycle takes about 20 seconds. Throughout each cycle, there is a difference in the heating of the edge and center of each sample

DK 158795 BDK 158795 B

ne, og på grund af den termiske udvidelse belastes periferiranden, så der opstår trykspændinger i dette område. Ved afkølingen indtræder det modsatte fænomen. Under denne del af cyklus 'en modsætter kerneområdet sig den termiske sammentrækning 5 af randområdet, hvilket medfører, at der fremkommer trækspændinger i periferiområdet. Typisk viser træthed sig ved begyndende revnedannelse i periferien på randen af prøveemnet, og disse revner udvider sig mod midten, idet revnedannelseshastigheden er afhængig af den termiske træthedsmodstandsevne af 10 det prøvede stål.ne, and due to the thermal expansion, the peripheral rim is loaded to create compressive stresses in this area. On cooling, the opposite phenomenon occurs. During this part of the cycle, the core region opposes the thermal contraction 5 of the peripheral region, which results in tensile stresses in the peripheral region. Typically, fatigue appears at the beginning of cracking in the periphery on the rim of the specimen, and these cracks extend toward the center, with the cracking rate dependent on the thermal fatigue resistance of the steel tested.

Med hensyn til de fordele med hensyn til sej hed og slidmodstandsdygtighed, som CPM 9V fremviser i forhold til et udbredt anvendt koldt bearbejdende værktøjsstål, nemlig AISI D2, viser 15 tabel VIII Charpy-V-kærv slagstyrken og slidmodstandsdygtigheden ved sammenligning af disse stål.With respect to the toughness and abrasion resistance advantages shown by CPM 9V over a widely used cold working tool steel, namely AISI D2, Table VIII shows the Charpy-V notch impact resistance and abrasion resistance when comparing these steels.

n , DK 158795Bn, DK 158795B

TABEL ITABLE I

KEMISK SAMMENSÆTNING (VÆGTPROCENT) 5 VarmebehandletCHEMICAL COMPOSITION (WEIGHT PERCENTAGE) 5 Heat treated

Stål C Mn Si Cr Mo V mikrostrukturSteel C Mn Si Cr Mo V microstructure

Legering 1 2,46 0,50 0,95 5,00 1,33 9,75 Fuldt martensitisk 10Alloy 1 2.46 0.50 0.95 5.00 1.33 9.75 Fully martensitic 10

Legering 2 2,00 0,67 1,39 4,82 1,36 10,23Alloy 2 2.00 0.67 1.39 4.82 1.36 10.23

Legering 3 1,92 0,49 1,14 4,89 1,34 9,78 15 Legering 4 1,80 0,49 1,14 4,89 1,34 9,78 Mindre mængder af ferrit, i øvrigt martensitisk 20 Legering 5 1,60 0,49 1,14 4,89 1,34 9,78 Betydelige mængder ferrit, resten martensitisk 25 CPM 9V* 1,78 0,49 0,81 5,33 1,20 8,80 Fuldt martensitisk * Opfindelsens legering 30 12Alloy 3 1.92 0.49 1.14 4.89 1.34 9.78 Alloy 4 1.80 0.49 1.14 4.89 1.34 9.78 Smaller amounts of ferrite, otherwise martensitic 20 Alloy 5 1.60 0.49 1.14 4.89 1.34 9.78 Significant amounts of ferrite, the rest martensitic 25 CPM 9V * 1.78 0.49 0.81 5.33 1.20 8.80 Fully martensitic Alloy of the Invention 12

TABEL IITABLE II

DK 15 8 7 9 5 BDK 15 8 7 9 5 B

CHARPY-V-KÆRV-SLAGSTYRKEPRØVERCharpy V-notch impact SAMPLES

5 Hårdhed V-kærv-slagstyrke C V HRC Joule ft-lbs 2,46 9,75 48 39,3 29 10 2,00 10,23 48 31,9 23,5 1,92 9,78 49,5 40 29,5 1,80 9,78 48,5 35,3 26 1,78 8,80 49,5 100,3 74 155 Hardness V-notch impact strength CV HRC Joule ft-lbs 2.46 9.75 48 39.3 29 10 2.00 10.23 48 31.9 23.5 1.92 9.78 49.5 40 29, 5 1.80 9.78 48.5 35.3 26 1.78 8.80 49.5 100.3 74 15

TABEL IIITABLE III

DK 158795 BDK 158795 B

1313

CHARPY-V-KÆRV-SLAGSTYRKEPRØVER FOR CPM 9VCHARPY-V CHARGE SHOCK STRENGTH TESTS FOR CPM 9V

5 Varmebehandling HRC °F °C slagstyrke joule ft-lbs5 Heat treatment HRC ° F ° C impact strength joule ft-lbs

1120°C/10 min., LK1120 ° C / 10 min., LK

10 550°C/2+2 timer 56 RT RT 35 26 (2050°F/10 min., AC 1025°F/2+2 hr.)10 550 ° C / 2 + 2 hours 56 RT RT 35 26 (2050 ° F / 10 min, AC 1025 ° F / 2 + 2 hr)

1120°C/30 min., LK1120 ° C / 30 min., LK

15 565°C/2+2 timer 53 RT RT 73 54 (2050°F/30 min., AC 1050°F/2+2 hr.)15 565 ° C / 2 + 2 hours 53 RT RT 73 54 (2050 ° F / 30 min, AC 1050 ° F / 2 + 2 hr)

1120°C/30 min., LK1120 ° C / 30 min., LK

20 605°C/2+2 timer 49 RT RT 72 53 (2050°F/30 min., AC 1125°F/2+2 hr.)20 605 ° C / 2 + 2 hours 49 RT RT 72 53 (2050 ° F / 30 min, AC 1125 ° F / 2 + 2 hr)

1065°C/1 time, LK1065 ° C / 1 hour, LK

25 595°C/2+2 timer 49,5 RT RT 100 74 (1950°F/1 hr., AC 1100°F/2+2 hr.) " " 300 150 110 81 30 ” " 500 260 127 94 " " 800 430 111 82 fortsættes TABEL III fortsat25 595 ° C / 2 + 2 hours 49.5 RT RT 100 74 (1950 ° F / 1 hr, AC 1100 ° F / 2 + 2 hr) "" 300 150 110 81 30 "" 500 260 127 94 " "800 430 111 82 TABLE III continues

DK 158795 BDK 158795 B

1414

Varmebehandling HRC °F °C slagstyrke joule ft-lbs 5 _ _ _ _ _ _Heat treatment HRC ° F ° C impact strength joule ft-lbs 5 _ _ _ _ _ _

1065°C/1 time, LK1065 ° C / 1 hour, LK

595°C/2+2 timer 46,5 RT RT 83 61 (1950°F/1 hr., AC 1140°F/2+2 hr.) 10 " " 300 150 106 78 " " 500 260 114 84 800 430 108 80595 ° C / 2 + 2 hours 46.5 RT RT 83 61 (1950 ° F / 1 hr, AC 1140 ° F / 2 + 2 hr) 10 "" 300 150 106 78 "" 500 260 114 84 800 430 108 80

15 1010°C/1 time, LK15 1010 ° C / 1 hour, LK

590°C/2+2 timer 48,0 RT RT 102 75 (1850°F/1 hr., AC 1090°F/2+2 hr.) 20 " " 300 150 118 87 " " 500 260 140 103 " " 800 430 136 100590 ° C / 2 + 2 hours 48.0 RT RT 102 75 (1850 ° F / 1 hr, AC 1090 ° F / 2 + 2 hr) 20 "" 300 150 118 87 "" 500 260 140 103 "" 800 430 136 100

1010°C/1 time, LK1010 ° C / 1 hour, LK

25 605°C/2+2 timer 44,0 RT RT 95 70 (1850°F/1 hr., AC 1125°F/2+2 hr.) " " 300 150 106 78 30 " " 500 260 114 84 " " 800 430 106 78 LK = luftkølet α 15 DK 158795 Β Ο d d ^ η -η «-ν m ε ε λ > ο ο μ ο cm m νο is 00 ο Φ 00 + \ in g \ ν ϋ σ» ή b \ ο ιη -μ ο Ρ ο ιη ο Ν iij Ν Ο Ο > Η Π + Ν Η (Τι ri Ο Ν ^ Η25 605 ° C / 2 + 2 hours 44.0 RT RT 95 70 (1850 ° F / 1 hr, AC 1125 ° F / 2 + 2 hr) "" 300 150 106 78 30 "" 500 260 114 84 " "800 430 106 78 LK = air-cooled α 15 DK 158795 Β Ο dd ^ η -η« -ν m ε ε λ> ο ο μ ο cm m νο is 00 ο Φ 00 + \ in g \ ν ϋ σ »ή b \ ο ιη -μ ο Ρ ο ιη ο Ν iij Ν Ο Ο> Η Π + Ν Η (Τι ri Ο Ν ^ Η

SS

PL, ο σ 2 °PL, ο σ 2 °

Η - Λ INΗ - Λ IN

+> 's XJ > ο μ cm σ* ι ο Η ο φ Η + I Ο \ in g \ Ν η ϋ ffl -Η b \ ο ιη +) ο h ιη ιη ο ιο 1κ! Ν ο Ο ο m + Η Η Η ο Ν ^ η α φ ο+> s XJ> ο μ cm σ * ι ο Η ο φ Η + I Ο \ in g \ Ν η ϋ ffl -Η b \ ο ιη +) ο h ιη ιη ο ιο 1κ! Ν ο Ο ο m + Η Η Η ο Ν ^ η α φ ο

ε Qε Q

+> *s Λ IS ^ Ν Ο μ cm in νο cm+> * s Λ IS ^ Ν Ο µ cm in νο cm

rH ο φ Η + S SrH ο φ Η + S S

\ Ο ε "s CM CD Ο > υ ιη ή h \ ιη οο η ο m +> ο Ρ ιη ιη ο φ Μ cm σι ιη ρ ο ρ + η ο ΙΜ Η Ο OM 'w' ι-Ι Ρ Cn| c d Ε-Ι ·Η μ α φ φ ο οι ε ^ Φ ·Η -Λ Η -μ \ XJ ιη\ Ο ε "s CM CD Ο> υ ιη ή h \ ιη οο η ο m +> ο Ρ ιη ιη ο φ Μ cm σι ιη ρ ο ρ + η ο ΙΜ Ο OM 'w' ι-Ι Cn | cd Ε-Ι · Η μ α φ φ ο οι ε ^ Φ · Η -Λ Η -μ \ XJ ιη

υ μ CM CMυ µ CM CM

> t—I ο φ ιΗ + CM Η \ in s in g s cm in in s Ο σ> -H fc ^ oo . o m +3 o p σ> in in o ι vo W cm cn o ο o m + η h> t — I ο φ ιΗ + CM Η \ in s in g s cm in in s Ο σ> -H fc ^ oo. o m +3 o p σ> in in o ι vo W cm cn o ο o m + η h

vo Η o CM ^ rHvo Η o CM ^ rH

sp

CMCM

a ^a ^

Φ Ο XJΟ Ο XJ

εε

Η μ * CMΗ µ * CM

-μ -s. φ λ + σ\-µ -s. φ λ + σ \

υ ε CM CMυ ε CM CM

ι—I ο ·Η rH + 00 I Ss \ in -Ρ \ Ν ^ ι σ> Ο Ο Ρ \ 00 Dl ο νο 0Μ Ο Ρ d ο + in ιη ·η Η Ρ ΟΜ 00 CM Η Ο Ρ + >Η Η θ-ι — I ο · H rH + 00 I Ss \ in -Ρ \ Ν ^ ι σ> Ο Ο Ρ \ 00 Dl ο νο 0Μ Ο Ρ d ο + in ιη · η Η ΟΜ 00 CM Η Ο> +> Η Η θ-

Η Ο CM ν Η Χί XΟ Ο CM ν Η Χί X

ι ^ ϋ μ ^ w μ d (0 ι ο ό "" ι æ φ μι ^ ϋ μ ^ w μ d (0 ι ο ό "" ι æ φ μ

Τ3 0SC-HD1HDXIΤ3 0SC-HD1HDXI

C Ρ Φ Μ to I D1 Φ (0 w +> Ό ft Η -μ Η -r| χ! ω φ ω m ·η η Φ Ό Ο ΧΙΟ ^ Ο Ο χΐ φ 0 01Η > φ φ φ x: ε ·η ο μ ϋ η ιι ιι ε Di ό Ό-μπ s μ d μ d μ ή οι λ>ηο ρ φ·η «φ η is κ ι -μ ι-ο a ρ > η ρ > ιη ^ οοC Ρ Φ Μ to I D1 Φ (0 w +> Ό ft Η -µ Η -r | χ! Ω φ ω m · η η Φ Ό Ο ΧΙΟ ^ Ο Ο χΐ φ 0 01Η> φ φ φ x: ε · η ο μ ϋ η ιι ιι ε Di ό Ό-μπ s μ d μ d μ ή οι λ> ηο ρ φ · η «φ η is κ ι -μ ι-ο a ρ> η ρ> ιη ^ οο

DK 158795 BDK 158795 B

1616

Cn PCn P

fi © H gfi © H g

C -HC-H

X -Ρ μ in in in Η 'Φ **·*"X -Ρ µ in in Η 'Φ ** · * "

> + OSCOinvDrHHOOHOO> + OSCOinvDrHHOOHOO

»{o c9 '»φ ^ί1 ^ΐ· in in ^ a + © CS) g f-l © > p S-*. φ J_| pL, g <d o ·η in in in»{O c9 '» φ ^ ί1 ^ ΐ · in in ^ a + © CS) g f-l ©> p S- *. φ J_ | pL, g <d o · η in in in

+> O +> K K V+> O +> K K V

m o ooi>vooi<nco(nio φη C9 inw^^^io^win t—I +m o ewe> tip <nco (nio φη C9 inw ^^^ io ^ win t — I +

Ti W CSJTi W CSJ

© .fi o Ό o© .fi o Ό o

Η P O PΗ P O P

(M »to cn © in m in in K .fi m g -(M »to cn © in m in in K .fi m g -

H COHCOINOOCOCOINOH COHCOINOOCOCOINO

O o Ό +> ιηιη^^^ιο^1©© O os ©O o Ό +> ιηιη ^^^ ιο ^ 1 ©♦ O os ©

K > CNK> CN

cn i“4 acn in “4 a

Cn * fi co P -H · Η © H © B -p Ό § m c in ήCn * fi co P -H · Η © H © B -p Ό § m c in ή

.. cd © u v -P.. cd © u v -P

> Æa lONO'ffllOOCO'iH> Æa lONO'ffllOOCO'iH

as ό © Κ ιηιη'ΐ’ί'Φΐη^ιηιη (-i h φ Xj ©if ό © Κ ιηιη'ΐ'ί'Φΐη ^ ιηιη (-i h φ Xj ©

S £ © f. PS £ © F. P.

- cu O g -μ © > o p p 2 j oi a > -η ©- cu O g -µ ©> o p p 2 j oi a> -η ©

s S s Ss S s S

S o *PS o * P

S ω μμμμμμμμμ η w φφφφφφφφφ cn > ggggggggg p c H -ri -ri ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η Ή © ·Η 03 +J+>-P-P-P-P-P-P-P Ρ D Ρ ΦS ω μμμμμμμμμμ η w φφφφφφφφφ cn> ggggggggg p c H -ri -ri · Η · Η · Η · Η · Η · Η Ή © · Η 03 + J +> - P-P-P-P-P-P-P Ρ D Ρ Φ

2 CSJ<N<N<NCNCN<NC9CSI © W2 CSJ <N <N <NCNCN <NC9CSI © W

< + + + + + + + + + Ό ·Ρ<+ + + + + + + + + Ό · Ρ

Eh C9C9CNCNC9C9C9CNC9 -Η -Ρ ω cn +> ·ρ Ρ fi υυυουυυυο ra c Ο ·Η ΟΟΟΟΟΟΟΟΟ tJ) φ 2 η οοιηοιηοιηιηιη fi -μ PS Ό ιησνσ>σ>οιηονοο ·Η © ρ fi ιηιηιηιηνοιηνοιηνο Ρ fi gt © Φ © < Λ η 0S Φ ·Η ϋ fri Ο w k. ν ν. ν ν ν ν 4-> 0 D-i Φ "Η Ο 2 g PWPPPPQCQracq C η Μ μ ^ ΟΟΟΟ Φ ο ΕΗ© <Η <Ν C9 <Ν -μ Η υοοουυοου fi cnEh C9C9CNCNC9C9CNC9 -Η -Ρ ω cn +> · ρ Ρ fi υυυουυυυο ra c Ο · Η J tJ) φ 2 οοιηοιηοιηιηιη fi -μ PS Ό ιησνσ> σ> ο Λ η 0S Φ · Η ϋ free Ο w k. Ν ν. ν ν ν ν 4-> 0 D-i Φ "Η Ο 2 g PWPPPPQCQracq C η Μ μ ^ ΟΟΟΟ Φ ο © <Η <Ν C9 <Ν -μ Η υοουυοου fi cn

ΟΟΟΟΟΟΟΟΟ © Q© Q

ιηιηιηοοιηιηιηιη l^[>SDHH[>l>I>l> Ο ϋ τ—Ιι—I Ο Ο Ο *“1 γ-I Η Η ο οιηιηιηοοιηιηιηιη l ^ [> SDHH [> l> I> l> Ο ϋ τ — Ιι — I Ο Ο Ο * “1 γ-I Η ο ο

τ—Ιι-Ηι—ir—lrHi—! rH t—!ιΗ LO LOτ-Ιι-Ηι-ir-lrHi-! rH t—! ιΗ LO LO

IS VOIS VO

i-1 oi-1 o

rH rHrH rH

© H oo cn OS H H © ©© H oo cn OS H H © ©

© Η H rH CN CN Η H© Η H rH CN CN Η H

Η >>>>BBBBB‘H HΗ >>>> BBBBB'H H

p as as as as < <p if or if if <<

Φ H H H H HΦ H H H H H H

+> S'SSSMWMW« © PAPCUHHHHH ^+> S'SSSMWMW «© PAPCUHHHHH ^

2 ΟΟϋϋι<ι<ι<ι<< H CSJ2 ΟΟϋϋι <ι <ι <ι << H CSJ

17 DK 158795 B17 DK 158795 B

Ό ΦΌ Φ

AA

O) H ^ -P -H 0> w >1 QjO) H ^ -P -H 0> w> 1 Qj

r£j VO [X Hr £ j VO [X H

m o -m o -

Ό Η HrH<NrH00 00<NΌ Η HrH <NrH00 00 <N

C O IX <0 0Ί <N CO iH -PC O IX <0 0Ί <N CO iH -P

CQ X Ό 0CQ X Ό 0

3 I3 I

< -ri<-ri

Eh SEh S

w w ωw w ω

QQ

ZZ

WW

0 Ό g Φ ^ 10 w xi O *0 Ό g Φ ^ 10 w xi O *

WrgcijvocOCOinMVDcO k painin^^winio "· o(0 o E-ι ^ 2 « H 5; > ^ ~ P P P P P P ^ 5 Φ φ Φ Φ φ Φ Φ j g ε ε ε ε ε ε ε Μ ^ ·η| ·Η Ή ·Η ·Η ·Η ·Η ρ ~ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ <2 Η ΕηΗ <N<N05CNM<N03 s + + + + + + + ^0) Μ Ν Ν ΟΊ ΟΊ (Ν ΟΊ SC \ X \ \ \ \ Ν 6 -η υυυουυο j-J Η οοοοοοο £ το οιηοιοιηοο wg incDc^ovomm “^co in in in νο in in ld Ζ Λ £$ ja Ε>! Φ d PI PI iJ d d d D Ε W Ρ >>·--··*·*· 2φ φφφφφφφ δ> εεεεεεε 2 -Η -Η “Η "ri "r| "r| "r| H -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ ^ H i—I Η Η Η Η ΗWrgcijvocOCOinMVDcO k painin ^^ winio "· o (0 o E-ι ^ 2« H 5;> ^ ~ PPPPPP ^ 5 Φ φ Φ Φ φ Φ Φ jg ε ε ε ε ε ε ε Μ ^ · η | · Η Ή · Η · Η · Η · Η ρ ~ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ <2 Η ΕηΗ <N <N05CNM <N03 s + + + + + + + + 0) Μ Ν Ν ΟΊ ΟΊ (ΟΊ SC \ X \ \ \ \ Ν 6 -η υυυουυο jJ οοοοοοο £ το οιηοιοιηοο wg incDc ^ ovomm “^ co in in νο in in ld Ζ Λ £ $ yes Ε>! Φ d PI PI iJ ddd D Ε W Ρ >> · - ·· * · * · 2φ φφφφφφ δ> εεεεεεε 2 -Η -Η “Η" ri "r |" r | "r | H -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ -Ρ ^ H i — I Η Η Η Η Η

\ X X \ X Ν X\ X X \ X Ν X

ο υ υ υ υ υ υ οοοοοοο m ο ο ο ο lo loο υ υ υ υ υ υ οοοοοοοο m ο ο ο ο lo lo

[X CX ι—I τ—1 ι—I !Χ X[X CX ι — I τ — 1 ι — I! Χ X

Η Η Ο Ο Ο rH t~i Η Η Η Η Η Η Η Φ Ο.Η Η Ο Ο rH t ~ i Η Η Η Η Η Η Η Φ Ο.

>1 Ρ Φ Η 00 σ> Η (0 Η Η 0Ί η > > > > κ æ κ ρ σ σ> σι σι φ Η Η Η> 1 Η Φ Η 00 σ> Η (0 Η Η 0Ί η>>>> κ æ κ ρ σ σ> σι σι φ Η Η Η

-Ρ 2222WWW-Ρ 2222WWW

C0 ΑΟί&,ΛΗΗΗ s ο ο ό ο << <C0 &ί &, ΛΗΗΗ s ο ο ό ο << <

DK 158795BDK 158795B

1818

TABEL VIITABLE VII

MODSTAND MOD TERMISK TRÆTHEDRESISTANCE TO THERMAL tiredness

5 Materialetype Termisk træthed _ cykler før brud AISI H13 27.000 10 2,46C - 9,75V 4.500 CPM 9V Mere end 60.0005 Material type Thermal fatigue _ cycles before breaking AISI H13 27,000 10 2.46C - 9.75V 4.500 CPM 9V More than 60,000

TABEL VIIITABLE VIII

DK 158795 BDK 158795 B

1919

MODSTAND MOD TERMISK TRÆTHEDRESISTANCE TO THERMAL tiredness

5 Stål Hårdhed V-kærv slagstyrke Slidmodstandsdygtighed 10 HRC (Joule/ft-lbs) (x 10 psi) CPM 9V 53 73/54 61 10 CPM 9V 49 71/53 30 AIS1 D2 59 28/21 4 AISI D2 56 26/195 Steel Hardness V-notch impact resistance Wear resistance 10 HRC (Joule / ft-lbs) (x 10 psi) CPM 9V 53 73/54 61 10 CPM 9V 49 71/53 30 AIS1 D2 59 28/21 4 AISI D2 56 26/19

Claims (3)

20 DK 158795 BDK 158795 B 1. Fremgangsmåde til pulvermetallurgisk fremstilling af en værktøjsstålgenstand med slidstyrke, hårdhed, styrke og evne 5 til at modstå termisk udmattelse og chok, ved hvilken fremgangsmåde man fortrinsvis ved gasatomisering danner en portion af partikler af en legering, der i vægtprocent består af 0,2-1,5% mangan, max. 2% silicium, 1,5-6% crom, 0,5-6% molybdæn, max. 0,3% svovl, 7-10% vanadium, min. 0,25% carbon til max. 10 0,40% + 0,16 gange procenten af vanadium og resten jern, der kan indeholde urenheder, der er typiske i praksis inden for stålfremstilling, kendetegnet ved, at man justerer mængden af carbon i forhold til mængden af vanadium i den nævnte legering på en sådan måde, at der ikke er carbon i 15 stålmatrixen ud over det carbon, som er nødvendigt til at indgå kemisk forbindelse med det tilstedeværende vanadium under dannelse af vanadiumcarbider og til at sikre fuldstændig mar-tensitisk struktur, at man sammensmelter denne blanding af partikler ved en kombination af varme og tryk til dannelse af 20 en sammenhængende masse, som har en densitet på mere end 99% af teoretisk densitet, at man opvarmer massen til austenitisk temperatur, og at man bratkøler massen fra austenitisk temperatur for at opnå en fuldstændig martensitisk struktur af den fremstillede genstand. 25A process for powder metallurgical preparation of a tool steel article having wear resistance, hardness, strength and ability to withstand thermal fatigue and shock, wherein a process preferably produces a portion of particles of an alloy consisting of 0.2% by weight of gas atomization. -1.5% manganese, max. 2% silicon, 1.5-6% chromium, 0.5-6% molybdenum, max. 0.3% sulfur, 7-10% vanadium, min. 0.25% carbon to max. 10 0.40% + 0.16 times the percentage of vanadium and the balance of iron which may contain impurities which are typical in steelmaking practice, characterized by adjusting the amount of carbon to the amount of vanadium in said alloy. in such a way that there is no carbon in the steel matrix beyond the carbon needed to chemically connect with the vanadium present to form vanadium carbides and to ensure complete martensitic structure by fusing this mixture of particles by a combination of heat and pressure to form a coherent mass having a density greater than 99% of theoretical density, heating the mass to austenitic temperature and quenching the mass from austenitic temperature to obtain a complete martensitic structure of the manufactured article. 25 2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man sammensmelter blandingen til at danne en sammenhængende masse i form af en valseværksvalse.Process according to claim 1, characterized in that the mixture is fused to form a coherent mass in the form of a rolling mill roll. 3. Fremgangsmåde ifølge krav log2 kendetegnet ved, at genstanden fremstilles med en hårdhed på i det mindste 50 Rc efter en bratkøling fra austenitiseringstemperaturen.Process according to claim log2, characterized in that the article is manufactured with a hardness of at least 50 Rc after a quench from the austenitization temperature.
DK231882A 1981-09-28 1982-05-24 PROCEDURE FOR POWDER METAL SURGICAL PREPARATION OF A TOOL STEEL ART DK158795C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30604081A 1981-09-28 1981-09-28
US30604081 1981-09-28

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK231882A DK231882A (en) 1983-03-29
DK158795B true DK158795B (en) 1990-07-16
DK158795C DK158795C (en) 1990-12-24

Family

ID=23183484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK231882A DK158795C (en) 1981-09-28 1982-05-24 PROCEDURE FOR POWDER METAL SURGICAL PREPARATION OF A TOOL STEEL ART

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0076027B1 (en)
JP (1) JPS5858255A (en)
KR (1) KR840001456A (en)
AT (1) ATE23567T1 (en)
CA (1) CA1191039A (en)
DE (1) DE3274261D1 (en)
DK (1) DK158795C (en)
ES (1) ES8305424A1 (en)
IN (1) IN158518B (en)
MX (1) MX159525A (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6029450A (en) * 1983-07-26 1985-02-14 Kanto Tokushu Seikou Kk Tool steel for cold working
JPS6362845A (en) * 1986-09-03 1988-03-19 Daido Steel Co Ltd Sintered tool steel
US5830287A (en) * 1997-04-09 1998-11-03 Crucible Materials Corporation Wear resistant, powder metallurgy cold work tool steel articles having high impact toughness and a method for producing the same
FR2767725B1 (en) * 1997-09-01 1999-10-08 Jean Claude Werquin COMPOSITE WORKING CYLINDER FOR HOT & COLD ROLLING IN HIGH CARBON AND HIGH VANADIUM STEEL AND ITS MANUFACTURING METHOD BY CENTRIFUGAL CASTING
NL1016811C2 (en) 2000-12-06 2002-06-13 Skf Ab Roller bearing comprising a part obtained with powder metallurgy technique.
US7288157B2 (en) * 2005-05-09 2007-10-30 Crucible Materials Corp. Corrosion and wear resistant alloy
EP2933345A1 (en) * 2014-04-14 2015-10-21 Uddeholms AB Cold work tool steel
CN113003576A (en) * 2021-02-25 2021-06-22 邵阳学院 Vanadium-niobium carbide nanosheet and preparation method and application thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3150444A (en) * 1962-04-26 1964-09-29 Allegheny Ludlum Steel Method of producing alloy steel
JPS52141406A (en) * 1976-05-21 1977-11-25 Kobe Steel Ltd Tool steel containing nitrogen made by powder metallurgy
US4249945A (en) * 1978-09-20 1981-02-10 Crucible Inc. Powder-metallurgy steel article with high vanadium-carbide content

Also Published As

Publication number Publication date
ES513486A0 (en) 1983-04-01
DK158795C (en) 1990-12-24
ATE23567T1 (en) 1986-11-15
ES8305424A1 (en) 1983-04-01
JPS5858255A (en) 1983-04-06
MX159525A (en) 1989-06-27
DE3274261D1 (en) 1987-01-02
CA1191039A (en) 1985-07-30
IN158518B (en) 1986-11-29
EP0076027A2 (en) 1983-04-06
KR840001456A (en) 1984-05-07
DK231882A (en) 1983-03-29
EP0076027A3 (en) 1984-02-22
EP0076027B1 (en) 1986-11-12
JPH0140904B2 (en) 1989-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5225843B2 (en) Steel produced by powder metallurgy, tool including the steel, and method for producing the tool
US4249945A (en) Powder-metallurgy steel article with high vanadium-carbide content
JP2719892B2 (en) Surface carburized stainless steel alloy for high temperature, product made therefrom, and method of manufacturing the same
RU2309190C2 (en) Steel blank for manufacture of mold for pressure molding or for manufacture of parts subjected to metalworking
JP4162289B2 (en) Abrasion-resistant powder metallurgy cold work tool sintered steel with high impact toughness and method of manufacturing the same
US20080145264A1 (en) Mo-V-Ni high temperature steels, articles made therefrom and method of making
CN104946994B (en) Preparation method for nano-crystallization low-alloy heat-resistant high-strength steel mould
CN106521361A (en) High-performance wear resisting steel plate and production method thereof
US6200528B1 (en) Cobalt free high speed steels
DK158795B (en) PROCEDURE FOR POWDER METAL SURGICAL PREPARATION OF A TOOL STEEL ART
KR100698855B1 (en) High-hardness powder metallurgy tool steel and article made therefrom
EP0249855B1 (en) Hot work tool steel
JPH01268846A (en) Hot pressing tool steel
CA2686071A1 (en) Hot-forming steel alloy
Alava et al. On the influence of cryogenic steps on heat treatment processes
NO820312L (en) WEAR RESISTANT, BLOW WHITE CASTLE IRON
CN110216268B (en) High-carbon high-alloy steel semi-solid forming temperature-control cooling heat treatment process
JP2004515654A (en) Steel alloys, holders and holder parts for plastic molding tools, and tough-hardened blanks for holders and holder parts
KR20130115879A (en) Method of heat treatment on high speed steel and high speed steel thereby
US5110379A (en) High temperature fine-grained steel product
JP3687275B2 (en) Non-tempered steel for induction hardening
US3219442A (en) Alloy steels and articles thereof
US5496516A (en) Dual purpose steel and products produced therefrom
JP2602903B2 (en) Tool steel for warm and hot working
JP2018159133A (en) Cold work tool steel

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed