порошковый инструментальный сплав на основе железа

Формула изобретения

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 - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к спеченным инструментальным сплавам на основе железа.

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).

Однако данный материал обладает низкой износостойкостью.

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.

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.

Данный материал обладает хорошей износостойкостью, но имеет низкие физико-механические свойства в случае использования при ударной нагрузке.

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).

Целью данного изобретения является повышение износостойкости и физико-механических свойств.

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.

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.

Интерметаллидные фазы, менее склонны к коагуляции при нагреве, чем карбиды, поэтому кобальтовые стали имеют более высокую красностойкость.

Порошковый инструментальный сплав предлагаемого состава может быть использован для изготовления металлорежущего инструмента, режущих элементов бурильных приспособлений и др.