Нож за рязане на метал
Притежатели на патенти RU 2409696:
Изобретението се отнася до областта на металургията и по-специално до производството на стомани за производство на ножове, използвани в пресови ножици за рязане на метал, работещи в широк температурен диапазон с долна граница най-малко -30°C през зимата при условия на износване в комбинация с високи ударни натоварвания. Ножът е изработен от легирана стомана, съдържаща въглерод, силиций, манган, молибден, ванадий, никел, хром, сяра, фосфор и желязо в следното съотношение, тегловни %: въглерод 0,50-0,60, силиций 0,10-0,40, манган 0,40-0,70, молибден 0,60-0,80, вана диум 0,30-0,60, никел 1,70-2,00, хром 1,00-1,30, сяра не повече от 0,005, фосфор не повече от 0,01, останалото желязо. Стоманата след закаляване от температура 920 ° C и последващо отвръщане при температура 450 ± 10 ° C има еднородна структура с размер на зърното 5-8 точки, ударна якост 39 J / cm 2 и твърдост 51 HRC. Повишена закаляемост, механични свойства и устойчивост на износване.
Изобретението се отнася до металургията, а именно до производството на ножове за рязане на метал от стомани, използвани за производството на ножове, работещи при условия на износване в комбинация с високи ударни натоварвания, използвани в пресови ножици за рязане на метал, работещи в широк температурен диапазон, с долна граница най-малко -30 ° C през зимата.
В България ножовете за студено рязане и кълцане на метал се произвеждат от стомана марка 6XV2S - инструментална легирана стомана с химичен състав по ГОСТ 5950-74, съдържаща желязо, въглерод, силиций, манган, хром и волфрам. По време на производствения процес ножовете са закалени от температура 920°C, последвано от темпериране при температура 450±10°C и имат недостатъчно висока якост на удар (19-29 J/cm 2 ) и твърдост (46-48 HRC), играейкиважна роля в процеса на рязане на метал.
В металургията са известни хром-никел-молибден-ванадиеви стомани, използвани за производството на ножове за горещо рязане на метали. Сред тези стомани най-близката до патента за полезен модел по отношение на техническата същност е стомана от клас 5Kh2MNF от инструментална легирана стомана с химичен състав съгласно GOST 5950-74, който съдържа компоненти в следното съотношение, тегловни%
| въглерод | 0,46-0,53 |
| силиций | 0,10-0,40 |
| манган | 0,40-0,70 |
| молибден | 0,80-1,10 |
| ванадий | 0,30-0,50 |
| никел | 1,20-1,60 |
| хром | 1.50-2.00 |
| сяра | не повече от 0,03 |
| фосфор | не повече от 0,03 |
Недостатъците на известния състав включват недостатъчна закаляемост и твърдост, което не позволява използването на стомана за производството на ножове за рязане на метал.
Целта на изобретението е да се получи нож за рязане на метал от легирана стомана с повишена закаляемост, високи механични свойства и устойчивост на износване при условия на износване с високи ударни натоварвания.
За да направите това, ножът за рязане на метал е изработен от легирана стомана, съдържаща въглерод, силиций, манган, молибден, ванадий, никел, хром, сяра, фосфор и желязо, съдържащи тези компоненти в следното съотношение, тегл.%:
| въглерод | 0,50-0,60 |
| силиций | 0,10-0,40 |
| манган | 0,40-0,70 |
| молибден | 0,60-0,80 |
| ванадий | 0,30-0,60 |
| никел | 1.70-2.00 |
| хром | 1.00-1.30 часа |
| сяра | не повече от 0,005 |
| фосфор | не повече от 0,01 |
| желязо | Почивка |
и след закаляване от температура 920°C и последващо темпериране при температура 450±10°C има еднородна структура с размер на зърното 5-8 пункта, якост на удар 39 J/cm 2 и твърдост 51 HRC.
Съдържанието на въглерод в стоманата трябва да е достатъчно, за да осигури закаляване до висока твърдост (50-55 HRC). Въпреки това, при съдържание на въглерод над 0,6%, се наблюдава забележимо намаляване на нивото на вискозитет.
Манганът, който значително повишава закаляването, при съдържание над 0,7% допринася за огрубяване на зърното, което намалява механичните свойства, допълнително увеличава количеството на остатъчния аустенит и увеличава риска от напукване.
Ударната якост се увеличава с въвеждането на молибден, поради ефекта му върху състоянието на граничните слоеве на зърното при съдържание до 0,9%. Когато съдържанието му е повече от 1%, вискозитетът се влошава поради появата на карбидна фаза.
Ванадий със съдържание от 0,3-0,6% допринася за запазване на финото зърно и повишаване на устойчивостта на износване. При по-високо съдържание якостта се влошава поради увеличаване на количеството MC карбид.
Съдържанието на сяра и фосфор (не повече от 0,01%) и сяра (не повече от 0,005%) се осигурява чрез специални мерки по време на производството на стомана и последващото претопяване на ESR. Съдържанието на тези примеси в по-голямо количество допринася за преждевременната повреда на ножовете, работещи при ниски температури и повишени специфични натоварвания.
След промяна на химическия състав на стоманата за специфични условия, ние получаваме сложна легирана стомана тип 55KhN2MF, използвайки метода на електрошлаково претопяване (ESR).
Стомана 55KhN2MF след ESR показва по-високи стойности на ударна якост с 4-5 J/cm 2 .
С ESR поради промянатаусловията на охлаждане (във формата) намаляват порьозността и ронливостта. Поради това се подобряват: а) пластичността, особено в напречна посока за стомани с повишен вискозитет (при 40-50 HRC); б) якост и якост с 5-10% в състояние на висока твърдост (60-67 HRC).
Новият клас стомана получи високи стойности на ударна якост (на ниво от 40-45 J / cm 2). Поради това стана възможно да се увеличи стойността на твърдостта до 50-51 HRC.
Устойчивостта на ножове, изработени от известни и предлагани марки стомана, беше сравнена при използване на ножове на пресови ножици Colman.
Пример. Топенето на предложената марка стомана се извършва в промишлена петтонна индукционна пещ тип DSP 17.12.05. Като заряд е използвана заготовка с ниско съдържание на въглерод. След топенето се взема проба и се въвеждат легиращи елементи въз основа на долната граница на определения химичен състав.
Изпускането на стопилката се извършва в 150-килограмов кофа. Изливането се извършва във форми от формовъчния пясък.
По-високите механични свойства на предложената стомана ви позволяват да получите по-добри блокове. Замяната в химическия състав на част от хрома с въглерод намалява цената на предлаганата стомана в сравнение с известната с 5-10%.
Когато съдържанието на легиращи компоненти е под долните граници, дезоксидиращият легиращ ефект върху стоманата не е достатъчен, с увеличаване на горните граници на съдържанието на компоненти, ефективността на обработката намалява и цената се увеличава рязко.
Ножовете, изработени от тази стомана, са закалени от температура 920°C, последвано от темпериране при температура 450±10°C. Получената структура е хомогенна, размерът на зърната е 5-8 точки.
Якостта на удар на заявената стомана остава на нивото на якост на удар на стомана 5X2MNF, но я надвишава за стомана 6XV2Sза 20 единици и възлиза на 39 J/cm 2 и твърдостта се увеличава с 3-5 HRC и възлиза съответно на 51 HRC.
Ножовете, изработени от стомана 6XV2S, се повредиха в 60% поради отчупване и в 40% поради износване.
Ножовете от претендирания клас стомана са произведени в ZAO Механичен ремонтен комплекс, OAO Magnitogorsk Iron and Steel Works (MMK). Тестовете на пресови ножици "Colman" CJSC "Profit" OJSC "MMK" показаха тяхната издръжливост с 20-25% по-висока от издръжливостта на ножовете, изработени от стомана 6HV2S, и не успяха 100% поради износване.
Нож за рязане на метал от легирана стомана, съдържаща въглерод, силиций, манган, молибден, ванадий, никел, хром, сяра, фосфор и желязо, характеризиращ се с това, че е изработен от стомана, съдържаща тези компоненти в следното съотношение, тегл.%: