RU2195387C2 - Method for producing chrome-base alloy for making forging tools - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy, namely production of alloys for making tools for plastic working of materials, possibly in metal working industry branches for hot isothermal forging of fire resistant alloys. SUBSTANCE: method comprises steps of hot isostatic compaction and homogenization of billet; before hot isostatic compaction burdening initial material for making raw billet of alloyed powder mixture; sintering raw billet in temperature range 1600-1750^°C for 4-10 h; using raw billet with relation of its height to diameter or to diagonal equal to 0.4-1.0. EFFECT: reduced loss of yield, uniformity of billet structure in cross section. 2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению сплавов для изготовления инструмента для обработки материалов давлением, и может быть использовано в металлообрабатывающей промышленности для горячей изотермической штамповки жаропрочных сплавов. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of alloys for the manufacture of tools for processing materials by pressure, and can be used in the metal industry for hot isothermal stamping of heat-resistant alloys.

Известен способ получения сплава на основе хрома, включающий шихтование исходного материала, заполнение капсулы металлическим порошком с применением вибрации, герметизацию капсул, горячее изостатическое прессование [1]. A known method of producing an alloy based on chromium, including the charge of the starting material, filling the capsule with metal powder using vibration, sealing capsules, hot isostatic pressing [1].

Недостатком известного способа являются высокая трудоемкость и низкий коэффициент использования материала (отходы при изготовлении изделия составляют до 70%), наблюдается неоднородность структуры и свойств по сечению крупногабаритных изделий. The disadvantage of this method is the high complexity and low utilization of the material (waste in the manufacture of the product is up to 70%), there is heterogeneity in the structure and properties of the cross section of large-sized products.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ получения сплава на основе хрома для изготовления штампового инструмента, включающий изготовление электродов соответствующего состава литьем в кокиль, последующего их распыления для изготовления гранул размером 0,1-1,0 мм, которые помещают в контейнер, а затем производят горячее изостатическое компактирование в газостате и гомогенизацию заготовки при 1150-2000^oС в течение 10-25 ч [2].The closest analogue taken as a prototype is a method for producing a chromium-based alloy for the manufacture of a stamping tool, including the manufacture of electrodes of the appropriate composition by casting in a chill mold, their subsequent spraying to produce granules with a size of 0.1-1.0 mm, which are placed in a container, and then produce hot isostatic compaction in a gas bath and homogenization of the workpiece at 1150-2000 ^o C for 10-25 hours [2].

Недостатком известного способа являются малый выход годного - потери материала при производстве до 70% и неоднородность по сечению крупногабаритных заготовок. The disadvantage of this method is the small yield — loss of material during production up to 70% and heterogeneity in the cross section of large-sized blanks.

Технической задачей предлагаемого изобретения является увеличение выхода годного и обеспечение однородности по сечению заготовки. The technical task of the invention is to increase the yield and ensure uniformity over the cross section of the workpiece.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен способ получения сплава на основе хрома для изготовления штампового инструмента, включающий горячее изостатическое компактирование в газостате и гомогенизацию заготовки, в котором перед горячим изостатическим компактированием проводят шихтование исходного материала, получение сырой заготовки из легированной смеси порошков и спекание сырой заготовки в интервале температур 1600-1750^oС в течение 4-10 ч. В предлагаемом способе используют сырую заготовку, у которой отношение высоты к диаметру или диагонали выбирают равное 0,4-1,0.The stated technical problem is achieved by the fact that a method for producing a chromium-based alloy for the manufacture of a stamping tool is proposed, which includes hot isostatic compaction in a gas bath and homogenization of a workpiece, in which, before hot isostatic compaction, the raw material is baked, a crude billet is obtained from an alloyed powder mixture and sintering raw workpieces in the temperature range 1600-1750 ^o C for 4-10 hours. In the proposed method using a raw workpiece in which the ratio of high From diameter to diagonal, they are chosen equal to 0.4-1.0.

Было установлено, что проведение перед горячим изостатическим компактированием в газостате шихтования исходного материала, получения сырой заготовки из легированной смеси порошков, у которой отношение высоты к диаметру или диагонали выбирают равное 0,4-1,0, и ее спекания в интервале температур 1600-1750^oС в течение 4-10 ч, создает в заготовке однородную структуру с закрытой пористостью, обеспечивающую ей прочность для проведения последующей операции и в готовом изделии однородность состава, структуры и свойств по всему сечению штампового инструмента. При этом увеличивается выход годного.It was found that, prior to hot isostatic compaction in the gas bath, the raw material was charged, the crude billet was obtained from an alloyed powder mixture, in which the height to diameter or diagonal ratio was chosen equal to 0.4-1.0, and its sintering in the temperature range 1600-1750 ^o C for 4-10 hours, creates a homogeneous structure with closed porosity in the workpiece, providing it with strength for subsequent operation and in the finished product uniformity of composition, structure and properties over the entire cross section of the die rumenta. This increases the yield.

Пример конкретного осуществления. An example of a specific implementation.

Шихтование исходного материала проводили в отношении, соответствующем химическому составу получаемого сплава на основе хрома, включающего железо, молибден; хром. Из легированной смеси порошков получали холодным формованием с усилием 20-50 кг/мм² сырые заготовки с отношением высоты к диаметру или диагонали выбирают равным 0,4-1,0. Заготовки спекали по следующим режимам.The raw material was baked in a ratio corresponding to the chemical composition of the obtained chromium-based alloy, including iron, molybdenum; chromium. From a doped mixture of powders obtained by cold molding with a force of 20-50 kg / mm ² raw billets with a ratio of height to diameter or diagonal is chosen equal to 0.4-1.0. Billets were sintered in the following modes.

1. Спекание при 1600^oС в течение 4 ч заготовки с отношением высоты к диаметру или диагонали 0,4.1. Sintering at 1600 ^o C for 4 h of the workpiece with a ratio of height to diameter or diagonal of 0.4.

2. Спекание при 1650^oС в течение 6 ч заготовки с отношением высоты к диаметру или диагонали 0,6.2. Sintering at 1650 ^o C for 6 hours of the workpiece with a ratio of height to diameter or diagonal of 0.6.

3. Спекание при 1750^oС в течение 10 ч заготовки с отношением высоты к диаметру или диагонали 1,0.3. Sintering at 1750 ^o C for 10 hours of the workpiece with a ratio of height to diameter or diagonal of 1.0.

Спеченные заготовки подвергали горячему изостатическому компактированию в газостате при температуре гомогенизации сплава 1000-1300^oС, давлении 800-2000 атмосфер в течение 2-6 ч.The sintered billets were subjected to hot isostatic compaction in a gas bath at a temperature of alloy homogenization of 1000–1300 ^° C and a pressure of 800–2000 atmospheres for 2–6 h.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет уменьшить потери материала в 5-7 раз и обеспечить однородность материала по составу, структуре и свойствам. Использование предлагаемого способа позволит улучшить экологическое состояние за счет значительного снижения твердых отходов, при этом трудоемкость снижается в 2 раза за счет исключения нескольких вспомогательных операций. As can be seen from the table, the proposed method in comparison with the prototype allows to reduce the loss of material by 5-7 times and to ensure uniformity of the material in composition, structure and properties. Using the proposed method will improve the environmental condition due to a significant reduction in solid waste, while the complexity is reduced by 2 times due to the exclusion of several auxiliary operations.

Литература
[1] Г. Х. Гессингер. Порошковая металлургия жаропрочных сплавов, Челябинск, Металлургия, 1998, стр.71).Literature
[1] G. H. Hessinger. Powder metallurgy of heat-resistant alloys, Chelyabinsk, Metallurgy, 1998, p. 71).

[2] Патент РФ 1818877. [2] RF patent 1818877.

Claims (2)

1. Способ получения сплава на основе хрома для изготовления штампового инструмента, включающий горячее изостатическое компактирование в газостате и гомогенизацию заготовки, отличающийся тем, что перед горячим изостатическим компактированием проводят шихтование исходного материала, получение сырой заготовки из легированной смеси порошков и спекание сырой заготовки в интервале температур 1600-1750^oС в течение 4-10 ч.1. A method of producing a chromium-based alloy for the manufacture of a stamping tool, comprising hot isostatic compaction in a gas bath and homogenization of a workpiece, characterized in that prior to hot isostatic compaction, charge of the starting material is carried out, a crude workpiece is obtained from an alloyed powder mixture and sintering a crude workpiece in the temperature range 1600-1750 ^o C for 4-10 hours 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение высоты к диаметру или диагонали сырой заготовки выбирают равным 0,4-1,0. 2. The method according to p. 1, characterized in that the ratio of height to diameter or diagonal of the raw workpiece is chosen equal to 0.4-1.0.

Images