close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6731

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6731
(13) C1
(19)
7
(51) C 22C 38/50
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ
(21) Номер заявки: a 20010045
(22) 2001.01.22
(46) 2004.12.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Белорусский металлургический завод" (BY)
(72) Авторы: Филипов Вадим Владимирович; Тимошпольский Владимир Исаакович; Понкратин Евгений Иванович;
Иванов Эдуард Владимирович; Стеблов Анвер Борисович; Ленартович
Дмитрий Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Белорусский
металлургический завод" (BY)
BY 6731 C1
(57)
Штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден,
ванадий, алюминий, титан, бор и железо, отличающаяся тем, что дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас. %:
углерод
0,74-0,82
кремний
0,15-0,25
марганец
0,25-0,50
хром
0,90-1,20
никель
2,70-3,20
молибден
0,20-0,30
ванадий
0,10-0,18
алюминий
0,01-0,04
титан
0,02-0,04
бор
0,001-0,003
цирконий
0,02-0,04
железо
остальное,
причем отношение (ванадий + титан)/углерод составляет 0,16-0,26, а отношение (титан + цирконий)×х100/углерод составляет 5,4-9,75.
(56)
RU 2040582 C1, 1995.
BY 729 C1, 1995.
BY 1926 A, 1997.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к штамповым сталям, получаемым непрерывной разливкой, используемым при изготовлении крупногабаритной формообразующей оснастки, работающей в условиях динамического нагружения,
молотах и прессах ударного действия и, может быть использовано в ряде металлообраба-
BY 6731 C1
тывающих отраслей народного хозяйства, имеющих в своем составе кузнечно-прессовое
производство и использующих для повышения стойкости оснастки азотированием.
Известны штамповые стали типа 9XC [1], которые используются для штамповой
оснастки холодного деформирования, мас. %.
углерод
0,85-0,95
кремний
1,2-1,6
марганец
0,30-0,60
хром
0,95-1,25
никель
0,35
молибден
0,28
ванадий
0,15
медь
0,30
алюминий
0,2
титан
0,03
железо
остальное.
Данная сталь имеет недостаточную, пластичность и ударную вязкость при холодной
штамповке.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту,
является сталь [2] состава, мас. %:
углерод
0,73-0,81
кремний
0,15-0,25
марганец
0,20-0,50
хром
0,90-1,20
никель
2,70-3,20
молибден
0,20-0,30
ванадий
0,10-0,18
алюминий
0,01-0,04
титан
0,05-0,08
бор
0,001-0,003
железо
остальное.
Недостатком указанной стали является низкие значения предела прочности и твердость поверхностного слоя после азотирования, что приводит к значительному снижению
стойкости формообразующей оснастки, изготавливаемой из металла непрерывной разливки.
Целью изобретения является повышение предела прочности и твердости после азотирования формообразующей оснастки сечением до 250×300 мм и 300×400 мм, изготовленной из горячекатаной непрерывнолитой заготовки.
Поставленная цель достигается тем, что штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, алюминий, титан, бор и железо, дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас. %:
углерод
0,74-0,82
кремний
0,15-0,25
марганец
0,25-0,50
хром
0,90-1,20
никель
2,70-3,20
молибден
0,20-0,30
ванадий
0,10-0,18
алюминий
0,01-0,04
титан
0,02-0,04
бор
0,001-0,003
цирконий
0,02-0,04
железо
остальное,
2
BY 6731 C1
причем отношение (ванадий + титан)/углерод составляет 0,16-0,26, а отношение (титан + цирконий)×100/углерод составляет 5,49-9,75.
Повышение содержания углерода связано с необходимостью увеличения прочности
стали для обеспечения работоспособности инструмента.
Более низкое содержание кремния позволяет повысить пластические свойства стали,
особенно ударную вязкость.
Введение в сталь бора позволяет существенно повысить выносливость стали после
азотирования, что особенно важно для инструмента работающего в условиях знакопеременных нагрузок. Существенно, что такое влияние бора наблюдается только при одновременном присутствии в стали титана и циркония.
В предложенной стали более низкие концентрации алюминия и титана обусловлены
особенностями непрерывной разливки стали в крупных сечениях и при содержании их более 0,05 % технологически затруднено. При меньшем содержании не наблюдается повышения свойств азотированного слоя.
Химический состав опытных плавок приведен в табл. 1.
Свойства сталей определяли на образцах, вырезанных из непрерывнолитой заготовки
с поверхности и центральной части.
Образцы подвергали следующей термообработке: закалка при 960 °C в масле, отпуск
при 600 °С в течение 2 ч. Азотирование проводили в ряде диссоциированного аммиака
при 520 °C, в течение 24 ч, степень диссоциации аммиака 30 %, с последующим деазотированием в течение 4 ч при степени диссоциации 100 %.
Теплостойкость оценивали по твердости стали после 4 ч выдержки при 640 °C, горячую прочность оценивали по пределу прочности, определенному на стандартных укороченных образцах при 600 °C, предел выносливости (σ-1) определяли на гладких азотированных образцах на машине МЧИ-6000 при базе N = 104 циклов.
Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Анализ результатов испытаний свидетельствует о более высоком комплексе свойств
разработанной стали и особенно важно это для центральных зон заготовки.
Из предлагаемой и известной стали [2] были изготовлены прошивники при прессовании изделий типа "стакан" из алюминиевого сплава Д-16.
Результаты испытаний приведены в табл. 3.
Таблица 1
Химический состав опытных плавок
Плавка
1
2
3
4
5
6**
С
0,74
0,76
0,82
0,80
0,79
0,76
Si
0,15
0,18
0,25
0,22
0,20
0,23
Mn
0,50
0,45
0,25
0,48
0,36
0,42
Содержание элементов, мас. %*
Al
Cr
Mo
Ni
V
0,90
0,2
2,90
0,12 0,04
1,00 0,26
3,2
0,18 0,01
1,2
0,28
3,00
0,10 0,028
0,94 0,30
2,70
0,14 0,03
0,98 0,21
2,86
0,17 0,035
0,95 0,22
2,56
0,14 0,033
Ti
0,02
0,035
0,04
0,028
0,038
0,063
В
Zr
0,002 0,04
0,003 0,036
0,002 0,02
0,003 0,028
0,002 0,032
0,003
-
* Содержание серы и фосфора во всех плавках не более 0,020 мас. %, остальное железо
** Известный состав.
3
BY 6731 C1
Таблица 2
Свойства опытных сталей*
Теплостойкость 640 °C, Предел прочности, σв, Предел выносливости, σ-1,
HRCэ 4 часа
при 600 °C, МПа
МПа
1
46
1190/1160
1410/1280
2
44
1180/1170
1300/1280
3
47
1200/1180
1450/1380
4
46
1190/1160
1420/1390
5
45
1170/1150
1390/1350
6**
45
1180/1140
1380/1290
* В числителе - для поверхности, в знаменателе - для центра непрерывнолитой заготовки 250×300 мм.
** Известный состав.
Таблица 3
Стойкость азотированных прошивников при прессовании сплава Д16, тыс. шт.*
Плавка
Сталь
Предлагаемая
6**
Количество изготовленных деталей, тыс. шт.
23,7/26,4
22,6/23,1
* - в числителе стойкость неазотированных прошивников,
в знаменателе - азотированных.
Анализ результатов показывает, что если до азотирования стойкость инструмента из
предлагаемой стали практически не отличается, то после азотирования стойкость прошивников из предлагаемой стали на 5 % выше, чем из известной [2].
Источники информации:
1. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. - M.: Металлургия, 1986. - С. 526.
2. ТУ РБ 14-840-20-92. Прокат из легированной стали для штамповочного инструмента. Белорусский металлургический завод. г. Жлобин. - 1992. - С. 6.
3. RU 2040582 C1, 1995.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
167 Кб
Теги
by6731, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа