×
13.01.2017
217.015.8e0f

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТОЙ ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩЕЙ ФЕРРИТОКАРБИДНОЙ СТАЛИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали для изготовления литых штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки. Расплавляют сталь 35Л. В полученный расплав вводят ферротитан и ферроникель с обеспечением химического состава стали, содержащего, мас.%: углерод (С) 0,27-0,32, никель (Ni) 0,7-0,9 и титан (Ti) 5,8-6,2. Затем в расплав при температуре 1500-1520°С вводят отработанные твердосплавные металлокерамические вставки режущего инструмента из сплавов: типа Т5К6, Т15К6, Т5К10, Т21К8, ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К9, ТТ20К9 и Т30К4, содержащих карбиды титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC). Выдерживают расплав при данной температуре в течение 30 мин для обеспечения растворения входящей в твердосплавные вставки кобальтовой связки и равномерного распределения в расплаве карбидов. Осуществляют разливку полученного расплава в кокиль с последующим охлаждением с получением стальных отливок. Сталь отливок имеет следующий химический состав, мас.%: углерод (С) 0,27-0,32, титан (Ti) 5,8-6,2, никель (Ni) 0,7-0,9, кобальт (Со) 0,02, карбиды титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC) 0,5-1,5%, железо (Fe) - остальное. Обеспечивается получения стали с мелкозернистой структурой и равномерным распределением карбидов в ферритной матрице без образования литейных трещин. 1 з.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии машиностроения, а именно к области получения и использования литейных материалов, может быть использовано при производстве литых штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки (штампы «Автофордж»), сплавов на основе меди и др.

Известны [1] теплостойкие штамповые стали мартенситного класса для горячего деформирования 3Х2В8Ф, 4Х4СВМФ (ДИ-22), 5Х3В3МФС (ДИ-23), 4Х5МФС и др.

Недостатком [1] штамповых сталей мартенситного класса является их применение при изготовлении пресс-инструмента только в кованом состоянии. Ограниченное применение [1] сталей мартенситного класса для изготовления литого пресс-инструмента связано с образованием литейных трещин в процессе кристаллизации отливок при ускоренном охлаждении. Кроме того, в процессе эксплуатации штампов горячего деформирования вследствие разогрева гравюры до высокой температуры (900°С) происходят полиморфные превращения α↔γ, что приводит к структурно-фазовому наклепу и снижению стойкости пресс-инструмента, изготовленного из сталей мартенситного класса.

Известен [2] опыт изготовления литых ковочных штампов для процесса твердожидкой штамповки бронз и латуней, штампы «Автофордж» на Литейном заводе ОАО «КАМАЗ» из стали 4Х3В2Ф2М2СХ.

Недостатком [2] является то, что штампы «Автофордж» (весом до 60 кг) получают путем литья в дорогостоящие цирконовые формы, изготовляемые по сложной технологии путем горячего отверждения с применением в качестве связки экологически вредных фенолформальдегидных смол. При этом медленное охлаждение при кристаллизации отливок приводит к образованию грубой литой структуры, что обусловливает пониженную работоспособность в сравнении с коваными штампами.

Перспективным способом получения высокостойкой литой пресс-оснастки с мелкозернистой структурой и отсутствием возможности структурно-фазового наклепа за счет исключения α↔γ превращения является применение сталей аустенитно-карбидного или ферритокарбидного класса.

Известна [3] аустенитно-карбидная сталь сложного химического состава 20Х20Н18ТЗЮФМБР, мас. %: углерод - 0,17-0,23; хром - 14,1-18,2; никель - 17,0-19,0; титан - 2,0-3,0; бор - 0,002-0,02; ванадий - 0,9-1,5; молибден - 0,8-0,9; алюминий - 1,2-1,5; ниобий - 0,1-0,15; церий - 0,04-0,05; железо - остальное.

Недостатком [3] являются большие экономические затраты, дефицитность легирующих элементов и технологические производственные сложности.

Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является экономно-легированная суспензионная литая дисперсионно-твердеющая ферритокарбидная штамповая сталь [4], сталь содержит, вес. %: углерод 0,27-0,32, титан 5,8-6,2, никель 0,5-0,9, карбид титана (TiC) 0,5-1,5, железо остальное, а также может содержать следов до 0,05% марганца, 0,15-0,17% кремния и ≈ 0,03% серы и фосфора. Карбид титана вводится в виде порошка с размером частиц до 10 мкм в ковш или в струю расплава в процессе заливки стали в охлаждаемую металлическую форму-кокиль. Титан вводится в предлагаемую сталь в количестве 4 мас. % для создания ферритной матрицы, которая образуется в системе Fe-Ti при указанном количестве Ti [5]. Порядка 1 мас. % идет на создание TiC, а 0,8 - с целью формирования фазы типа Ni3Ti.

Недостатком [4] является необходимость применения дорогостоящих порошковых карбидов TiC.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа получения литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали путем утилизации отработанных твердосплавных металлокерамических вставок режущего инструмента из сплавов типа: Т5К6, Т15К6, Т5К10, Т21К8, ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К9, ТТ20К9 и Т30К4, содержащих карбиды титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC).

Задачу достигают тем, что при данном способе заявляемая литая дисперсионно-твердеющая ферритокарбидная сталь может быть получена, например, следующим путем.

После расплавления стали 35Л в расплав вводятся ферротитан и ферроникель с обеспечением химического состава стали, содержащего, мас. %: углерод (С) 0,27-0,32; никель (Ni) 0,7-0,9 и титан (Ti) 5,8-6,2. Затем в расплав при температуре 1500-1520°С вводят отработанные твердосплавные металлокерамические вставки режущего инструмента из сплавов типа: Т5К6, Т15К6, Т5К10, Т21К8, ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К9, ТТ20К9, и Т30К4, содержащих карбиды титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC) с последующей выдержкой при данной температуре в течение 30 мин, обеспечивающей растворение входящей в твердосплавные вставки кобальтовой связки и равномерное распределение в расплаве карбидов. После чего осуществляют разливку полученного расплава в кокиль с последующим охлаждением с получением стальных отливок, при этом сталь отливок имеет следующий химический состав, мас. %:

углерод (С) 0,27-0,32;

титан (Ti) 5,8-6,2;

никель (Ni) 0,7-0,9;

кобальт (Со) 0,02;

карбиды: титана (TiC), тантала (ТаС), вольфрама (WC) 0,5-1,5%;

железо (Fe) - остальное.

За счет ускоренного охлаждения отливок при заливке полученного расплава стали в кокиль образуется мелкозернистая структура с равномерным распределением карбидов в ферритной матрице без образования литейных трещин.

Наличие в сплаве Ni позволяет применять режимы дисперсионного твердения с образованием мелкодисперсных частиц типа Ni3Ti, обеспечивающих дополнительное повышение твердости и сопротивление абразивному износу пресс-оснастки.

Предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружены средства, которым присущи признаки, идентичные (совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.

Заявляемый способ имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.

Заявленное техническое решение можно реализовать для производства литых штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки (штампы «Автофордж») сплавов на основе меди и др., при этом решается экологическая задача - утилизации твердосплавных металлокерамических вставок режущего инструмента. Это соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям.

Использованные источники

1. Л.А. Позняк, Ю.М. Скрынченко, С.И. Тишаев - Штамповые стали. - М.: Металлургия, 1980 - 240 с.

2. АС №1108126 СССР, МКИ С22С 38/26. Штамповал сталь. Авторы: М.С. Колесников, Э.Н. Корниенко, Л.А. Алабин и др. Опубликовано 15.04.84. Бюл. №30.

3. АС №1724723 СССР, МКИ С22С 38/26. Штамповал сталь. Авторы: М.С. Колесников, Л.В. Трошина и др. Опубликовано 03.02.91. Бюл. №26.

4. Патент "Суспензионная литая дисперсионно-твердеющая сталь" №2487958 С2 МП К С22С 38/14, С22С 33/04. Авторы: И.О. Леушин, Э.В. Панфилов, М.С. Колесников, В.И. Астащенко, Р.А. Бикулов, С.В. Калистов, Н.В. Саламашкина. Заявка №2011109290/02 от 11.03.2011. Опубликовано 20.07.2013. Бюл. №20.

5. Хансен М., Андерко К. Структура двойных сплавов. - М.: Металлургиздат, 1962 - 574 с.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 35.
10.07.2013
№216.012.5450

Чугун

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам износостойких чугунов на основе системы Fe-C-Al, и может использоваться для наплавки толкателей ДВС, работающих в условиях трения скольжения в контакте с закаленной цементированной стальной поверхностью вала. Чугун содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487187
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.574e

Суспензионная литая дисперсионно-твердеющая ферритокарбидная штамповая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к области получения и использования литой дисперсионно-твердеющей ферритокарбидной стали для тяжелонагруженных штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, а также штампов для твердо-жидкой штамповки сплавов на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487958
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.09.2013
№216.012.6f55

Способ науглероживания чугуна с использованием наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494152
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7325

Способ получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом, используемого в сталеплавильном и литейном производствах. В способе подготавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495134
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.02.2014
№216.012.9dee

Способ исследования течения металла при горячей объемной штамповке изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, в частности, при изготовлении поковок коленчатых валов горячей объемной штамповкой. Для исследование течения металла при горячей объемной штамповке используют металлическую заготовку с расположенной но ее оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506138
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a15f

Способ получения литых биметаллических штампов системы ферритная сталь - алюминиевый чугун

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает заливку в охлаждаемую литейную форму первого слоя из суспензионной ферритной стали толщиной, составляющей 10÷50% объема литейной формы. Сталь содержит, мас.%: углерод - 0,27÷0,32, титан - 5,8÷6,2, никель - 0,5÷0,9, железо -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507026
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.05.2014
№216.012.c5e3

Способ восстановления наружной рабочей поверхности деталей из белого чугуна

Изобретение относится к области восстановления изношенных в процессе эксплуатации деталей методом наплавки и может быть применено на ремонтных предприятиях, занимающихся реновацией деталей, например толкателя клапана двигателя внутреннего сгорания. Способ включает удаление дефектов и следов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516418
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.11.2014
№216.013.05c4

Способ термической обработки стальных заготовок

Изобретение относится к области металлургии. Способ термической обработки заготовок под холодную пластическую деформацию, преимущественно для сталей с машин непрерывного литья, предусматривает аустенитизацию при температуре Ас+(100-150°С), выдержку, охлаждение со скоростью более 20°С/мин до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532874
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2015
№216.013.9197

Способ определения пригодности стали для холодной пластической деформации

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для исследования и/или анализа материалов путем определения их физических или химических свойств. Определение осуществляют по механическим и структурным характеристикам. При этом дополнительно определяют величину микротвердости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568887
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.08.2016
№216.015.4f84

Применение аммониевых солей трифторборана в качестве антибактериального и антимикотического средства

Изобретение относится к применению аммониевых солей трифторборана формулы I для получения лекарственного средства, обладающего антибактериальной (бактерицидной) и антимикотической (противогрибковой, фунгицидной) активностью в отношении Salmonella р. В, Candida Albicans, Pseudomonas...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595037
Дата охранного документа: 20.08.2016
Показаны записи 1-10 из 35.
27.09.2013
№216.012.6f55

Способ науглероживания чугуна с использованием наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494152
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7325

Способ получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом, используемого в сталеплавильном и литейном производствах. В способе подготавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495134
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2015
№216.013.9197

Способ определения пригодности стали для холодной пластической деформации

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для исследования и/или анализа материалов путем определения их физических или химических свойств. Определение осуществляют по механическим и структурным характеристикам. При этом дополнительно определяют величину микротвердости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568887
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.08.2016
№216.015.4f84

Применение аммониевых солей трифторборана в качестве антибактериального и антимикотического средства

Изобретение относится к применению аммониевых солей трифторборана формулы I для получения лекарственного средства, обладающего антибактериальной (бактерицидной) и антимикотической (противогрибковой, фунгицидной) активностью в отношении Salmonella р. В, Candida Albicans, Pseudomonas...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595037
Дата охранного документа: 20.08.2016
12.01.2017
№217.015.5946

Синхронный электродвигатель

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным электродвигателям, и может быть использовано в качестве исполнительного двигателя с большим вращающим моментом. Технический результат заключается в создании синхронного электродвигателя с более технологичной конструкцией и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588230
Дата охранного документа: 27.06.2016
12.01.2017
№217.015.5ca5

Способ лазерного атомно-эмиссионного спектрального анализа волос

Изобретение относится к области спектрального анализа и может быть использовано в биологических и клинико-диагностических лабораториях для контроля состояния здоровья пациентов. Способ лазерного атомно-эмиссионного спектрального анализа волос включает обработку исследуемой пробы на этапах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589960
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6175

Синхронный электродвигатель с магнитной редукцией

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к синхронным двигателям с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в качестве компактного агрегата "двигатель-редуктор" в механических системах с большим ресурсом работы при ударных нагрузках, например в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588599
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cb6

Способ разработки залежи углеводородных флюидов

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение эффективности и результативности процесса флюидоизвлечения из флюидоносного пласта. В способе разработки залежи углеводородных флюидов в продуктивном пласте над его подошвой на экспериментально определяемом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597041
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6cba

Способ разработки залежи углеводородных флюидов

Изобретение относится к области горного дела. Технический результат - повышение эффективности процесса флюидоизвлечения из продуктивного пласта породы, повышение интенсивности и полноты извлечения флюидов, разработка многопластовых залежей высоковязких углеводородных энергоносителей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597040
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.74be

Электрод-инструмент для комбинированной резки токопроводящих материалов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для резки труднообрабатываемых токопроводящих материалов комбинированным электроалмазным методом. Электрод-инструмент выполнен в виде круга с возможностью вращения и перемещения в направлении разрезаемой заготовки под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597843
Дата охранного документа: 20.09.2016
+ добавить свой РИД