Горячее изостатическое прессование карбидосталей из стружковых отходов металлорежущего производства - Хлыбов, А. А.; Беляев, Е. С.; Рябцев, А. Д.; Беляева, С. С.; Гетмановский, Ю. А. (Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2020)
Представлены результаты исследований процесса изготовления карбидосталей. При исследовании использован порошок, полученный из стружковых отходов стали Р6М5, порошок карбида титана фракции 5/3 мкм и технический углерод. Рассмотрены три состава карбидосталей. Принята следующая схема изготовления карбидосталей: отмывка и размол стружковых отходов – смешивание и пластификация шихты – холодное формование шихты – прессование в капсуле – спекание и изотермический отжиг в вакууме – заварка, дегазация и герметизация капсул – горячее изостатическое прессование – осадка полученных заготовок. Для исследуемой порошковой шихты определялись показатели прессуемости в интервале давлений 200...700 МПа. Установлено, что увеличение доли карбидов в шихте снижает прессуемость. Для формования брикетов рассматриваемых порошковых смесей рекомендовано использовать большое давление, что обеспечит бόльшую относительную плотность после спекания. Была выбрана оптимальная температура спекания брикетов и листов – 1150 °С, которая обеспечивает получение после спекания максимальной относительной плотности и исключает оплавления прессовок в процессе спекания. После спекания и изотермического отжига микроструктура прессовок состоит из равномерно распределенных карбидов в матрице из сорбита и пор. Горячее изостатическое прессование выполнено при температуре 1150 °С, давлении 200 МПа, в среде аргона, выдержке при заданной температуре и давлении 120 мин, охлаждении со скоростью 180 °С/ч до 400 °С, далее – охлаждение на воздухе. При исходной относительной плотности спеченных заготовок порядка 65…75 % цикл ГИП гарантирует их компактирование. Горячая осадка компактных газостатированных заготовок при различной степени обжатия проводилась для придания им приближенной к диску формы для последующего изготовления опытных дисковых фрез. Показано, что степень обжатия при горячей осадке способствуют дроблению карбидной фазы, формируют благоприятную микроструктуру. Карбидная неоднородность во всех полученных материалах не хуже 1 балла (шкала 2) по ГОСТ 19265–73. Из полученных материалов были изготовлены дисковые фрезы, которые прошли стандартную термическую обработку для стали Р6М5 и показали более высокую стойкость по сравнению с инструментами, изготовленными из аналогичной стали по обычной металлургической технологии.