ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР

Предлагаемый инструментальный сплав предназначен для изготовления литого режущего инструмента. Известна быстрорежущая инструментальная сталь 85х4М5ф2В6Л (Р6М5Л) содержащая, маc.:

Углерод 0,82 - 0,90

Марганец - не более 0,50

Кремний - не более 0,50

Хром 3,80 - 4,40

Вольфрам 5,50 - 6,50

Ванадий 1,70 - 2,10

Никель - не более 0,50

Сера - не более 0,025

Фосфор - не более 0,03

Недостатком этого сплава является невысокая ударная вязкость из-за неоднородности структуры и высокая стоимость, обусловленная наличием дорогостоящего вольфрама.

Для повышения механических свойств, теплостойкости сплава и стойкости литого режущего инструмента из него разработан сплав, содержащий углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, молибден, углерод, железо, дополнительно содержит барий и серу при следующем соотношении компонентов, маc.:

Марганец 0,20 - 0,60

Кремний 0,20 - 0,65

Хром 4,00 - 8,50

Ванадий 2,00 - 8,50

Молибден 3,50 - 9,00

Барий 0,01 - 0,12

Сера0,02 - 0,15

Углерод 0,8 - 2,5

Железо - остальное,

при этом (Cr+Mo+1,5Si)$9,5.

В качестве примеси в сплаве может содержаться фосфор в количестве до 0,03 мас.

В составе предлагаемого сплава отсутствует дорогостоящий вольфрам, сплав обладает повышенными по сравнению с аналогом и прототипом механическими свойствами и теплостойкостью. Для изготовления режущего инструмента из предложенного сплава можно использовать литые заготовки, не подвергаемые горячей пластической деформации. Режущий инструмент из предлагаемого сплава обладает более высокой стойкостью.

Химический состав известных и предлагаемых сплавов и соответствующие им свойства приведены в табл. 1 и 2.

Плавки проводили в открытых индукционных печах на шихте, состоящей из стального лома, электродного боя и ферросплавов.

Заготовки с размерами 12х22х120 мм для отрезных резцов получали литьем по выплавляемым моделям; круглые стержни диаметром 60 мм для фрез отливали в сухие формы из хромомагнезита. Заготовки образцов для определения ударной вязкости получали литьем по выплавляемым моделям.

Механическая обработка заготовок осуществ­лялась после отжига по обычным режимам для стали Р6М5.

Термообработка инструмента включала закалку с нагревом в соляной ванне до температуры 1180 - 1225° С и охлаждением в индустриальном масле и двухкратный отпуск при температуре 520 - 540° С.

Теплостойкость сплава характеризовалась изменением твердости термообработанных образцов после 4-часовой выдержки при температуре 610 - 620° С и охлаждения на воздухе до комнатной температуры. За единицу принята теплостойкость стали Р5М5, равная 59 - 60.

За единицу стойкости инструмента принята стойкость дисковых фрез и отрезных резцов, изготовленных из стали Р6М5, которая по результатам испытаний составила соответственно 40 и 420 мин.

Таблица 1

*В сплаве содержится, мас.%: вольфрама - 6,0, никеля - 0,2

**В сплаве содержится, мас.%: алюминия - 0,18, редкоземельных элементов - 0,08.

Таблица 2