RU2137860C1 - Iron-base powdered tool alloy - Google Patents

Abstract

FIELD: alloys. SUBSTANCE: iron-base powdered tool alloy has carbon, chrome, tungsten, molybdenum, vanadium, cobalt, nickel and titanium at the following ratio of components, wt. -%: carbon 1.0-2.0; chrome 3.6-4.7; tungsten 4.5-5.5; molybdenum 1.4-3.5; vanadium 4.0-5.3; cobalt 7.0-9.0; nickel 1.5-2.1; titanium 0.3-0.4, and iron - the rest. After caking material has the structure of alloyed ferrite, carbides Fe₃W₃C, (Fe,Cr)₂₃C₆, VC, TiC, intermetallides of type (Co,Fe)₇(W,Mo)₆. Invention can be used for making metal-cutting tool, cutting members of drilling devices and others. EFFECT: increased resistance to wear and physical-mechanical properties. 1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к спеченным инструментальным сплавам на основе железа. The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to sintered tool alloys based on iron.

Известна спеченная инструментальная сталь состава, мас.%:
Углерод - 1,5 - 2,2
Хром - 4,3 - 5,5
Вольфрам - 3,2 - 5,0
Молибден - 1,3 - 3,0
Ванадий - 4 - 6
Кобальт - 1,5 - 5,0
Кремний - 1,0 - 2,5
Марганец - 0,2 - 0,5
Железо - Остальное
А. с. N 924142 (Ю.И.Скрынченко, А.К.Петров и др. Украинский НИИ специальных сталей, сплавов и ферросплавов).Known sintered tool steel composition, wt.%:
Carbon - 1.5 - 2.2
Chrome - 4.3 - 5.5
Tungsten - 3.2 - 5.0
Molybdenum - 1.3 - 3.0
Vanadium - 4 - 6
Cobalt - 1.5 - 5.0
Silicon - 1.0 - 2.5
Manganese - 0.2 - 0.5
Iron - Else
A. s. N 924142 (Yu.I. Skrynchenko, A.K. Petrov and others. Ukrainian Research Institute of Special Steels, Alloys and Ferroalloys).

Однако данный материал обладает низкой износостойкостью. However, this material has low wear resistance.

Известны литые режущие сплавы, например стеллит-состава, мас.%:
Углерод - 0,5 - 2
Хром - 20 - 30
Кобальт - 35 - 55
Вольфрам - 9 - 15
Железо - 4 - 13
А.В.Мастрюков "Технология металлов". -М.: Машгиз, 1952,с. 134.Known cast cutting alloys, for example stellite composition, wt.%:
Carbon - 0.5 - 2
Chrome - 20 - 30
Cobalt - 35 - 55
Tungsten - 9 - 15
Iron - 4 - 13
A.V.Mastryukov "Technology of metals". -M .: Mashgiz, 1952, p. 134.

Известны быстрорежущие стали, получаемые методом порошковой металлургии, например Р6М5, состава, мас.%:
Углерод - 0,08 - 0,88
Хром - 3,8 - 4,4
Вольфрам - 5,5 - 6,5
Ванадий - 1,7 - 2,1
Молибден - 5,0 - 5,5
Железо - Остальное
Петров А. К., Скорняков Ю.Н. и др. Свойства заготовок из быстрорежущей стали, изготовленной методом горячей экструзии распыленного порошка. - Порошковая металлургия, 1980, N9, с.23-27.Known high-speed steels obtained by powder metallurgy, for example P6M5, composition, wt.%:
Carbon - 0.08 - 0.88
Chrome - 3.8 - 4.4
Tungsten - 5.5 - 6.5
Vanadium - 1.7 - 2.1
Molybdenum - 5.0 - 5.5
Iron - Else
Petrov A.K., Skornyakov Yu.N. et al. Properties of high-speed steel blanks made by hot extrusion of atomized powder. - Powder Metallurgy, 1980, N9, pp. 23-27.

Данный материал обладает хорошей износостойкостью, но имеет низкие физико-механические свойства в случае использования при ударной нагрузке. This material has good wear resistance, but has low physical and mechanical properties in case of use under shock load.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является спеченная быстрорежущая сталь состава, мас.%:
Углерод - 1,25 - 2,25
Хром - 3,5 - 4,5
Вольфрам - 6 - 8
Молибден - 3 - 5
Кремний - 0,2 - 0,9
Марганец - 0,2 - 0,8
Ванадий - 4 - 6
Кобальт - 4 - 6
Железо - Остальное
A. C. N 829714 (Ю.М.Скрынченко, М.К.Батенева и др. Украинский НИИ специальных сталей, сплавов и ферросплавов).The closest in technical essence and the achieved positive effect is sintered high-speed steel composition, wt.%:
Carbon - 1.25 - 2.25
Chrome - 3.5 - 4.5
Tungsten - 6 - 8
Molybdenum - 3 - 5
Silicon - 0.2 - 0.9
Manganese - 0.2 - 0.8
Vanadium - 4 - 6
Cobalt - 4 - 6
Iron - Else
AC N 829714 (Yu.M. Skrynchenko, M.K. Bateneva, and others. Ukrainian Research Institute of Special Steels, Alloys, and Ferroalloys).

Целью данного изобретения является повышение износостойкости и физико-механических свойств. The aim of this invention is to increase the wear resistance and physical and mechanical properties.

Поставленная цель достигается тем, что известный порошковый инструментальный сплав на основе железа, содержащий углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий и кобальт, с целью повышения износостойкости и физико-механических свойств, дополнительно содержит никель и титан при соотношении компонентов, мас.%:
углерод - 1,0 - 2,0
хром - 3,6 - 4,7
вольфрам - 4,5 - 5,5
молибден - 1,4 - 3,5
ванадий - 4,0 - 5,3
кобальт - 7,0 - 9,0
никель - 1,5 - 2,1
титан - 0,3 - 0,4
железо - остальное
Существенными признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа и обуславливающими новизну предлагаемого порошкового конструкционного износостойкого материала на основе железа является то, что он дополнительно содержит никель и титан.This goal is achieved by the fact that the known powder tool alloy based on iron, containing carbon, chromium, tungsten, molybdenum, vanadium and cobalt, in order to increase wear resistance and physico-mechanical properties, additionally contains nickel and titanium with a ratio of components, wt.%:
carbon - 1.0 - 2.0
chrome - 3.6 - 4.7
tungsten - 4.5 - 5.5
molybdenum - 1.4 - 3.5
vanadium - 4.0 - 5.3
cobalt - 7.0 - 9.0
nickel - 1.5 - 2.1
titanium - 0.3 - 0.4
iron - the rest
The essential features that distinguish the claimed technical solution from the prototype and determine the novelty of the proposed powder structural wear-resistant material based on iron is that it additionally contains nickel and titanium.

Для получения предлагаемого материала составляют шихту по весу компонентов, смешивают в смесителе, затем получают детали методом динамического горячего прессования или горячей штамповки, спекают в среде водорода или эндогаза. В результате предлагаемый материал получает микроструктуру: легированный феррит, карбиды Fe₃W₃C, (Fe,Cr)₂₃C₆, VC, TiC, интерметаллиды типа (Co, Fe)₇(W,Mo)₆.To obtain the proposed material, a mixture is made according to the weight of the components, mixed in a mixer, then the parts are obtained by dynamic hot pressing or hot stamping, sintered in a hydrogen or endogas medium. As a result, the proposed material obtains a microstructure: doped ferrite, carbides Fe ₃ W ₃ C, (Fe, Cr) ₂₃ C ₆ , VC, TiC, intermetallic compounds of the type (Co, Fe) ₇ (W, Mo) ₆ .

Интерметаллидные фазы, менее склонны к коагуляции при нагреве, чем карбиды, поэтому кобальтовые стали имеют более высокую красностойкость. Intermetallic phases are less prone to coagulation during heating than carbides, so cobalt steels have a higher red resistance.

Порошковый инструментальный сплав предлагаемого состава может быть использован для изготовления металлорежущего инструмента, режущих элементов бурильных приспособлений и др. Powder tool alloy of the proposed composition can be used for the manufacture of metal cutting tools, cutting elements of drilling devices, etc.

Claims (1)

Порошковый инструментальный сплав на основе железа, содержащий углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий и кобальт, отличающийся тем, что он дополнительно содержит никель и титан при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Углерод - 1,0 - 2,0
Хром - 3,6 - 4,7
Вольфрам - 4,5 - 5,5
Молибден - 1,4 - 3,5
Ванадий - 4,0 - 5,3
Кобальт - 7,0 - 9,0
Никель - 1,5 - 2,1
Титан - 0,3 - 0,4
Железо - ОстальноеAn iron-based powder tool alloy containing carbon, chromium, tungsten, molybdenum, vanadium and cobalt, characterized in that it additionally contains nickel and titanium in the following ratio of components, wt. %:
Carbon - 1.0 - 2.0
Chrome - 3.6 - 4.7
Tungsten - 4.5 - 5.5
Molybdenum - 1.4 - 3.5
Vanadium - 4.0 - 5.3
Cobalt - 7.0 - 9.0
Nickel - 1.5 - 2.1
Titanium - 0.3 - 0.4
Iron - Else

Images